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L’étude révèle que la variante Omicron utilise de préférence la voie de l’endosome par le biais d’une mutation de la protéine spike.

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Une étude récente publiée sur le site bioRxiv* preprint server a évalué le rôle de la mutation H655Y de la pointe Omicron du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2) sur les voies d’entrée du virus.

Étude : La mutation H655Y du pic Omicron du SRAS-CoV-2 est responsable de l'augmentation de la voie d'entrée endosomale et de la réduction des voies d'entrée à la surface des cellules. Crédit image : MedMoMedia/Shutterstock
Étude : La mutation H655Y de la pointe Omicron du SRAS-CoV-2 est responsable de l’augmentation de la voie d’entrée endosomale et de la réduction des voies d’entrée à la surface des cellules. Crédit image : MedMoMedia/Shutterstock

La variante préoccupante Omicron (VOC) du SRAS-CoV-2 présente plusieurs mutations dans son génome, notamment dans sa protéine spike (S), qui se sont avérées augmenter sa transmissibilité. Cependant, des recherches approfondies sont nécessaires pour comprendre l’impact de ces mutations sur les différents aspects de l’infection Omicron.

A propos de l’étude

La présente étude a examiné la fonction de la mutation H655Y de la protéine S du SRAS-CoV-2 sur les trois voies d’entrée du COV Omicron du SRAS-CoV-2 dépendant de la métalloprotéinase, de la sérine protéase transmembranaire 2 (TMPRSS2) et de la cathepsine avec les cystéines protéases B et L.

L’équipe a obtenu des cellules Vero E6, de carcinome pulmonaire 3 (Calu-3), de carcinome ovarien humain à cellules claires (OVISE), Vero E6-TMPRSS2 et de cancer coli 2 (Caco-2) pour l’étude. Le SARS-CoV-2 a été propagé dans les cellules VeroE6-TMPRSS2, et le titre viral a été déterminé à l’aide d’un test de plaque. L’étude a également permis d’obtenir de l’acide désoxyribonucléique (ADN) synthétique en corrélation avec le gène S de la souche sauvage (WT) du SRAS-CoV-2, Omicron VOC, et le gène S chimérique. En outre, des vecteurs d’expression de la protéine S ont été construits.

Le test d’infection a été réalisé sur des particules virales prétraitées avec des inhibiteurs, et son activité luciférase a été évaluée. La quantification de l’acide ribonucléique (ARN) intracellulaire du SRAS-CoV-2 a ensuite été effectuée en détectant l’ARN viral par réaction en chaîne par polymérase quantitative (qPCR). L’équipe a également réalisé un western blotting en utilisant des anticorps primaires et secondaires. Elle a ensuite procédé à une analyse par immunofluorescence en incubant les cellules avec des anticorps primaires et la protéine de nucléocapside (N) anti-SARS-CoV-2.

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Résultats

Les résultats de l’étude ont montré que les trois inhibiteurs de protéase testés, à savoir le nafamostat, le marimastat et l’ester éthylique du (2S,3S)-trans-Epoxysuccinyl-L-leucylamido-3-méthylbutane (E-64d), ont spécifiquement bloqué les voies d’entrée du SRAS-CoV-2 dépendant de la TMPRSS2, de la métalloprotéinase et de la cathepsine B/L. Dans les cellules Calu-3, la réplication intracellulaire de l’ARN après l’infection par le SRAS-CoV-2 WT a été significativement bloquée par le nafamostat, alors qu’aucun effet de ce type n’a été observé avec l’E-64d ou le marimastat. Cela a montré la dépendance prédominante de la souche WT à l’égard de la voie TMPRSS2.

De plus, l’étude a montré que l’E-64d et le marimastat pouvaient efficacement inhiber l’infection virale dans les cellules d’adénocarcinome endométrioïde humain (HEC50B) alors que le nafamostat ne pouvait pas produire le même effet. Cela indique que la souche WT a provoqué l’infection des cellules HEC50B par les voies métalloprotéinase et endosomale. De plus, la grande sensibilité des cellules OVISE au traitement E-64d contre l’infection a montré que la voie endosomale était le principal point d’entrée du virus dans les cellules OVISE.

Les titres viraux ont montré que, par rapport à la souche WT, la réplication du COV Omicron était réduite dans les cellules HEC50B et Calu-3 qui utilisent les voies de la métalloprotéinase ou du TMPRSS2. Cependant, les cellules OVISE ont montré une réplication similaire des souches WT et Omicron, qui utilisent principalement la voie endosomale. Globalement, ces résultats indiquent qu’il existe une différence significative entre le mécanisme d’entrée virale utilisé par la souche WT et le COV Omicron.

L’évaluation des trois inhibiteurs de protéase dans différents types de cellules a montré que dans les cellules HEC50B, le COV Delta du SRAS-CoV-2 était moins sensible à l’E-64d, tandis que les infections WT et Omicron étaient efficacement inhibées. Alors que, dans les mêmes cellules, les infections WT et Delta ont été significativement inhibées par le marimastat, un effet similaire n’a pas été trouvé contre le VOC Omicron. De plus, le COV Omicron était plus dépendant de la voie endosomale que les souches WT et Delta, ce qui indique qu’Omicron dépend principalement de la voie endosomale pour l’entrée virale.

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L’étude a également révélé que le COV Omicron préférait la voie endosomale même lorsque les autres voies étaient présentes dans les cellules ciblées par l’infection. De même, la protéine Omicron S favorise la voie d’entrée endosomale dépendante de la cathepsine B/L par rapport aux deux autres voies. En outre, aucune corrélation significative n’a été observée entre le dosage et les effets du nafamostat dans les cellules Calu-3 lorsque l’Omicron et d’autres COV ont été comparés. L’étude a également indiqué que le COV Omicron et la souche WT utilisent la même voie d’entrée lorsque les cellules infectées n’ont qu’une seule voie.

De plus, une réduction de la formation de syncytia via la voie TMPRSS2 a été observée chez Omicron, ce qui indique une pathogénicité moindre via cette voie. En outre, la souche WT a utilisé des métalloprotéinases dans la formation de syncytia dans les cellules HEC50B.

Conclusion

Les résultats de l’étude ont montré que le COV Omicron du SRAS-CoV-2 favorise l’utilisation de la voie de l’endosome par rapport aux voies de la surface cellulaire utilisées par la mutation H655Y de la protéine S du SRAS-CoV-2. Les chercheurs pensent que cette étude peut aider à comprendre les caractéristiques biologiques et pathologiques du COV Omicron et d’autres COV émergents, facilitant ainsi de nouvelles options de traitement pour le COVID-19.

*Avis important

bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et qui, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, ni guider la pratique clinique/le comportement en matière de santé, ni être traités comme des informations établies.