Human SNORA31 variations impair cortical neuron-intrinsic immunity to HSV-1 and underlie herpes simplex encephalitis
Fabien Lafaille
(1)
,
Oliver Harschnitz
(2)
,
Yoon Seung Lee
(1, 3, 4)
,
Peng Zhang
(1)
,
Mary Hasek
(1)
,
Gaspard Kerner
(3, 4)
,
Yuval Itan
,
Osefame Ewaleifoh
(5)
,
Franck Rapaport
(2)
,
Thomas Carlile
,
Madalina Carter-Timofte
(6)
,
Dominik Paquet
,
Kerry Dobbs
(7)
,
Bastian Zimmer
,
Daxing Gao
(1)
,
Maria Rojas-Duran
(8)
,
Dylan Kwart
(1)
,
Vimel Rattina
(4)
,
Michael Ciancanelli
(1)
,
Jessica Mcalpine
,
Lazaro Lorenzo
(4)
,
Soraya Boucherit
(4)
,
Flore Rozenberg
(9)
,
Rabih Halwani
(10)
,
Benoît Henry
(11)
,
Naima Amenzoui
(12)
,
Zobaida Alsum
(13)
,
Laura Marqués
(14)
,
Joseph Church
(15)
,
Saleh Al-Muhsen
,
Marc Tardieu
(16)
,
Ahmed Aziz Bousfiha
,
Søren Paludan
(6)
,
Trine Hyrup Mogensen
(6)
,
Lluis Quintana-Murci
(17)
,
Marc Tessier-Lavigne
(18)
,
Gregory Smith
(5)
,
Luigi Notarangelo
(7)
,
Lorenz Studer
(2)
,
Wendy Gilbert
(8)
,
Laurent Abel
(1, 4)
,
Jean-Laurent Casanova
(3, 1)
,
Shen-Ying Zhang
(1, 3)
1
Rockefeller University [New York]
2 Memorial Sloane Kettering Cancer Center [New York]
3 Necker Branch - INSERM U1163 - Laboratory of Human Genetics of Infectious Diseases
4 IMAGINE - U1163 - Imagine - Institut des maladies génétiques
5 [Northwestern University Medical School] - Feinberg School of Medicine [Northwestern University, Evanston]
6 Aarhus University Hospital
7 NIH - National Institutes of Health [Bethesda, MD, USA]
8 Yale University [New Haven]
9 Service de Virologie [CHU Cochin]
10 University of Sharjah
11 CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP]
12 Ibn Rochd University Hospital of Casablanca, University Hassan II of Casablanca, Morocco.
13 KSU - King Saud University [Riyadh]
14 Centro Hospitalar do Porto
15 USC - University of Southern California
16 Service de neurologie pédiatrique et maladies métaboliques
17 Génétique Evolutive Humaine - Human Evolutionary Genetics
18 Stanford University
2 Memorial Sloane Kettering Cancer Center [New York]
3 Necker Branch - INSERM U1163 - Laboratory of Human Genetics of Infectious Diseases
4 IMAGINE - U1163 - Imagine - Institut des maladies génétiques
5 [Northwestern University Medical School] - Feinberg School of Medicine [Northwestern University, Evanston]
6 Aarhus University Hospital
7 NIH - National Institutes of Health [Bethesda, MD, USA]
8 Yale University [New Haven]
9 Service de Virologie [CHU Cochin]
10 University of Sharjah
11 CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP]
12 Ibn Rochd University Hospital of Casablanca, University Hassan II of Casablanca, Morocco.
13 KSU - King Saud University [Riyadh]
14 Centro Hospitalar do Porto
15 USC - University of Southern California
16 Service de neurologie pédiatrique et maladies métaboliques
17 Génétique Evolutive Humaine - Human Evolutionary Genetics
18 Stanford University
Oliver Harschnitz
- Fonction : Auteur
- PersonId : 800333
- ORCID : 0000-0001-6496-881X
Peng Zhang
- Fonction : Auteur
- PersonId : 762416
- ORCID : 0000-0002-6129-567X
Mary Hasek
- Fonction : Auteur
- PersonId : 800334
- ORCID : 0000-0001-8902-6431
Gaspard Kerner
- Fonction : Auteur
- PersonId : 791513
- ORCID : 0000-0003-0146-9428
Yuval Itan
- Fonction : Auteur
Thomas Carlile
- Fonction : Auteur
Dominik Paquet
- Fonction : Auteur
Kerry Dobbs
- Fonction : Auteur
- PersonId : 774144
- ORCID : 0000-0002-3432-3137
Bastian Zimmer
- Fonction : Auteur
Jessica Mcalpine
- Fonction : Auteur
Lazaro Lorenzo
- Fonction : Auteur
- PersonId : 760026
- ORCID : 0000-0001-6648-8684
Soraya Boucherit
- Fonction : Auteur
- PersonId : 791179
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Flore Rozenberg
- Fonction : Auteur
- PersonId : 759620
- ORCID : 0000-0003-0991-7774
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Benoît Henry
- Fonction : Auteur
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Saleh Al-Muhsen
- Fonction : Auteur
- PersonId : 938246
Marc Tardieu
- Fonction : Auteur
- PersonId : 935828
Ahmed Aziz Bousfiha
- Fonction : Auteur
Trine Hyrup Mogensen
- Fonction : Auteur
- PersonId : 794991
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Lluis Quintana-Murci
- Fonction : Auteur
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- IdHAL : lluis-quintana-murci
- ORCID : 0000-0003-2429-6320
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Gregory Smith
- Fonction : Auteur
- PersonId : 758854
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Luigi Notarangelo
- Fonction : Auteur
- PersonId : 758298
- ORCID : 0000-0002-8335-0262
Laurent Abel
- Fonction : Auteur
- PersonId : 756191
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Jean-Laurent Casanova
- Fonction : Auteur
- PersonId : 756193
- ORCID : 0000-0002-7782-4169
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Shen-Ying Zhang
- Fonction : Auteur
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- IdRef : 144474549
Résumé
Herpes simplex virus-1 (HSV-1) encephalitis (HSE) is typically sporadic. Inborn errors of TLR3- and DBR1-mediated central nervous system cell-intrinsic immunity can account for forebrain and brainstem HSE, respectively. We report five unrelated patients with forebrain HSE, each heterozygous for one of four rare variants of SNORA31, encoding a small nucleolar RNA of the H/ACA class that are predicted to direct the isomerization of uridine residues to pseudouridine in small nuclear RNA and ribosomal RNA. We show that CRISPR/Cas9-introduced bi- and monoallelic SNORA31 deletions render human pluripotent stem cell (hPSC)-derived cortical neurons susceptible to HSV-1. Accordingly, SNORA31-mutated patient hPSC-derived cortical neurons are susceptible to HSV-1, like those from TLR3- or STAT1-deficient patients. Exogenous interferon (IFN)-β renders SNORA31- and TLR3- but not STAT1-mutated neurons resistant to HSV-1. Finally, transcriptome analysis of SNORA31-mutated neurons revealed normal responses to TLR3 and IFN-α/β stimulation but abnormal responses to HSV-1. Human SNORA31 thus controls central nervous system neuron-intrinsic immunity to HSV-1 by a distinctive mechanism.