Abstract Hepatitis E virus (HEV) infection is the most common cause of acute viral hepatitis worldwide. Hepatitis E is usually asymptomatic and self-limiting but it can become chronic in immunocompromised patients and is associated with increased fulminant hepatic failure and mortality rates in pregnant women. HEV genome encodes three proteins including the ORF2 protein that is the viral capsid protein. Interestingly, HEV produces 3 isoforms of the ORF2 capsid protein which are partitioned in different subcellular compartments and perform distinct functions in the HEV lifecycle. Notably, the infectious ORF2 (ORF2i) protein is the structural component of virions, whereas the genome-free secreted and glycosylated ORF2 proteins likely act as a humoral immune decoy. Here, by using a series of ORF2 capsid protein mutants expressed in the infectious genotype 3 p6 HEV strain as well as chimeras between ORF2 and the CD4 glycoprotein, we demonstrated how an Arginine-Rich Motif (ARM) located in the ORF2 N-terminal region controls the fate and functions of ORF2 isoforms. We showed that the ARM controls ORF2 nuclear translocation, promoting regulation of host antiviral responses. This motif also regulates the dual topology and functionality of ORF2 signal peptide, leading to the production of either cytosolic infectious ORF2i or reticular non-infectious glycosylated ORF2 forms. It serves as maturation site of glycosylated ORF2 by cellular proteases, and promotes ORF2-host cell membrane interactions. The identification of ORF2 ARM as a unique central regulator of the HEV lifecycle uncovers how viruses settle strategies to condense their genetic information and hijack cellular processes. Author summary Hepatitis E virus (HEV) is the major cause of acute viral hepatitis worldwide. Although infection with HEV is usually self-resolving, it can cause up to 30% mortality in pregnant women in the third trimester. There is no specific treatment nor universal vaccine to fight against HEV. In our study, we focused on the HEV ORF2 capsid protein which is produced as different forms that perform distinct functions in the HEV lifecycle. The infectious ORF2i form is the structural component of virions, while the other forms likely act as an immune decoy. Herein, we deciphered the molecular determinants of ORF2 multifunctionality. We identified an Arginine-Rich Motif (ARM) located in the ORF2 N-terminal region that controls the subcellular localization, the fate and functions of ORF2 forms. It also promotes ORF2-host cell interactions. Our observations highlight the ORF2 ARM as a unique central regulator of ORF2 addressing that finely controls the HEV lifecycle.

Abstract Background & Aims Although Hepatitis E virus (HEV) is the major leading cause of enterically transmitted viral hepatitis worldwide, many gaps remain in the understanding of the HEV lifecycle. Notably, viral factories induced by HEV have not been documented yet and it is currently unknown whether HEV infection leads to cellular membrane modelling as many positive-strand RNA viruses. HEV genome encodes three proteins, the ORF1 replicase, the ORF2 capsid protein and the ORF3 protein involved in virion egress. Previously, we demonstrated that HEV produces different ORF2 isoforms including the virion-associated ORF2i form. Here, we aimed to probe infectious particles and viral factories in HEV-producing cells, using antibodies directed against the different ORF2 isoforms. Methods We generated monoclonal antibodies that specifically recognize the particle-associated ORF2i form, and antibodies that recognize the different ORF2 isoforms. We used them in confocal and electron microscopy approaches to probe viral factories in HEV-producing cells. We performed an extensive colocalization study of viral proteins with subcellular markers. We analyzed the impact of silencing Rab11, a central player of the endocytic recycling compartment (ERC). Results One of the antibodies, named P1H1 and targeting the N-terminus of ORF2i, recognized delipidated HEV particles. Confocal and ultrastructural microscopy analyses of HEV-producing cells revealed an unprecedented HEV-induced membrane network containing tubular and vesicular structures. These subcellular structures were enriched in ORF2 and ORF3 proteins, and were dependent on the ORF3 expression and ORF2i capsid protein assembly. Colocalization and silencing analyses revealed that these structures are derived from the ERC. Conclusions Our study reveals that HEV hijacks the ERC and forms a membrane network of vesicular and tubular structures that might be the hallmark of HEV infection. Lay summary Hepatitis E virus (HEV) is the leading cause of acute hepatitis worldwide but many steps of its lifecycle are still elusive. Thanks to the development of new antibodies that recognize the different forms of the HEV capsid protein, we were able to visualize vesicular and tubular structures that were established by the virus in the host cell. In addition, extensive efforts to identify these structures led us to conclude that HEV hijacks the endocytic recycling compartment of the cell to form this network of vesicles and tubules, which might be the hallmark of HEV infection.

Hepatitis E Virus (HEV) genome encodes three proteins including the ORF2 protein that is the viral capsid protein. Recently, we developed an efficient HEV cell culture system and demonstrated that this virus produces three different forms of its capsid protein: (i) the ORF2i form (infectious/intracellular) which is the form associated with the infectious particles, (ii) the ORF2g (glycosylated ORF2) and ORF2c (cleaved ORF2) forms that are massively secreted glycoproteins not associated with infectious particles, but are the major antigens present in HEV-infected patient sera. The ORF2 protein sequence contains three highly conserved potential N-glycosylation sites (N1, N2 and N3). Although ORF2 protein is the most characterized viral protein, its glycosylation status and the biological relevance of this post-translational modification is still unclear. In the present study, we constructed and extensively characterized a series of ORF2 mutants in which the three N-glycosylation sites were mutated individually or in combination. We demonstrated that the ORF2g/c protein is N-glycosylated on N1 and N3 sites but not on the N2 site. We showed that N-glycosylation of ORF2 protein does not play any role in replication and assembly of infectious HEV particles. We found that glycosylated ORF2g/c forms are very stable proteins which are targeted by patient antibodies. During our study, we also demonstrated that the ORF2i protein is translocated into the nucleus of infected cells. In conclusion, our study led to new insights into the molecular mechanisms of ORF2 expression.

Although the Hepatitis E virus (HEV) is an emerging global health burden, little is known about its interaction with the host cell. HEV genome encodes three proteins including the ORF2 capsid protein that is produced in different forms, the ORF2i protein which is the structural component of viral particles, and the ORF2g/c proteins which are massively secreted but are not associated with infectious material. We recently demonstrated that the endocytic recycling compartment (ERC) is hijacked by HEV to serve as a viral factory. However, host determinants involved in the subcellular shuttling of viral proteins to viral factories are unknown. Here, we demonstrate that the AP-1 adaptor complex plays a pivotal role in the targeting of ORF2i protein to viral factories. This complex belongs to the family of adaptor proteins that are involved in vesicular transport between the trans-Golgi network and early/recycling endosomes. An interplay between the AP-1 complex and viral protein(s) has been described for several viral lifecycles. In the present study, we demonstrated that the ORF2i protein colocalizes and interacts with the AP-1 adaptor complex in HEV-producing or infected cells. We showed that silencing or drug-inhibition of the AP-1 complex prevents ORF2i protein localization in viral factories and reduces viral production in hepatocytes. Modeling of the ORF2i/AP-1 complex also revealed that the S domain of ORF2i likely interacts with the σ1 subunit of AP-1 complex. Hence, our study identified for the first time a host factor involved in addressing HEV proteins (i.e. ORF2i protein) to viral factories.

Abstract Type I and III interferons (IFN-I/III) are critical to protect the host during viral infection. IFN-mediated antiviral responses against hepatitis E virus (HEV) are suppressed and defeated by viral escape mechanisms at play in infected hepatocytes. Here, we studied the anti-HEV function of IFN secreted by plasmacytoid dendritic cells (pDCs), which are specialized producers of IFNs. We showed that pDCs co-cultured with HEV-infected cells secreted IFN in a cell-to-cell contact-dependent manner. Pharmacological inhibitor and antibodies targeting contact proteins revealed that pDC response against HEV required the endosomal nucleic-acid sensor TLR7 and adhesion molecules, such as ICAM-I and α L β 2 -integrin. IFNs secreted by pDCs reduced viral spread. Intriguingly, ORF2, the capsid protein of HEV, can be produced in various forms by the infected cells. During infection, a fraction of the intracellular ORF2 protein localizes into the nucleus while another ORF2 fraction packages viral genomes to produce infectious virions. In parallel, glycosylated forms of ORF2 are also massively secreted by infected cells. Using viral genome expressing ORF2 mutants, we showed that glycosylated ORF2 forms contribute to better recognition of infected cells by pDCs by regulating contacts between infected cells and pDCs. ORF2 forms may thus modulate pDC-mediated anti-HEV response. Together, our results suggest that liver-resident pDCs, which exhibit comparable IFN-producing ability as blood-derived pDCs, may be essential to control HEV replication.

Abstract Hepatitis E virus (HEV) is the major cause of acute hepatitis worldwide. HEV is a positive-sense RNA virus expressing 3 open reading frames (ORFs). ORF1 encodes the ORF1 non– structural polyprotein, the viral replicase which transcribes the full-length genome and a subgenomic RNA that encodes the structural ORF2 and ORF3 proteins. The present study is focused on the replication step with the aim to determine whether the ORF1 polyprotein is processed during the HEV lifecycle and to identify where the replication takes place inside the host cell. As no commercial antibody recognizes ORF1 in HEV-replicating cells, we aimed at inserting epitope tags within the ORF1 protein without impacting the virus replication efficacy. Two insertion sites located in the hypervariable region were thus selected to tolerate the V5 epitope while preserving HEV replication efficacy. Once integrated into the infectious full-length Kernow C-1 p6 strain, the V5 epitopes did neither impact the replication of genomic nor the production of subgenomic RNA. Also, the V5-tagged viral particles remained as infectious as the wildtype particles to Huh-7.5 cells. Next, the expression pattern of the V5-tagged ORF1 was compared in heterologous expression and replicative HEV systems. A high molecular weight protein (180 kDa) that was expressed in all 3 systems and that likely corresponds to the unprocessed form of ORF1 was detected up to 25 days after electroporation in the p6 cell culture system. Additionally, less abundant products of lower molecular weights were detected in both in cytoplasmic and nuclear compartments. Concurrently, the V5-tagged ORF1 was localized by confocal microscopy inside the cell nucleus but also as compact perinuclear substructures in which ORF2 and ORF3 proteins were detected. Importantly, using in situ hybridization (RNAScope®), positive and negative-strand HEV RNAs were localized in the perinuclear substructures of HEV-producing cells. Finally, by simultaneous detection of HEV genomic RNAs and viral proteins in these substructures, we identified candidate HEV factories.