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Quel est l’impact des traitements COVID-19 ciblant le Neu1 intracellulaire ?

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Dans une Ă©tude rĂ©cente publiĂ©e sur le site de l bioRxiv*, les chercheurs ont Ă©valuĂ© l’impact du ciblage du Neu1 intracellulaire sur l’infection par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sĂ©vĂšre (SRAS-CoV-2).

Étude : Targeting intracellular Neu1 for Coronavirus Infection Treatment. CrĂ©dit image : PHOTOCREO Michal Bednarek/Shutterstock
Étude : Cibler le Neu1 intracellulaire pour le traitement des infections Ă  coronavirus. CrĂ©dit image : PHOTOCREO Michal Bednarek/Shutterstock

Il existe un besoin urgent de dĂ©velopper des traitements contre le coronavirus 2019 (COVID-19) et des antiviraux contre le SRAS-CoV-2. De plus, des Ă©tudes montrent que les nouvelles mutations du SRAS-CoV-2 sont moins rĂ©sistantes aux vaccinations actuelles. Par consĂ©quent, pour crĂ©er des mĂ©dicaments thĂ©rapeutiques, il est essentiel de comprendre les mĂ©canismes de pathogĂ©nicitĂ© du SRAS-CoV-2 et la rĂ©ponse de l’hĂŽte.

À propos de l’Ă©tude

Dans cette Ă©tude, les chercheurs ont dĂ©montrĂ© que le Neu1 de l’hĂŽte contrĂŽlait la sialylation de la protĂ©ine de la nuclĂ©ocapside du coronavirus, rĂ©gulant ainsi la rĂ©plication du coronavirus.

L’Ă©quipe a utilisĂ© la spectromĂ©trie de masse pour Ă©tudier les N- et O-glycanes sur la protĂ©ine de la nuclĂ©ocapside (N) du coronavirus humain OC43 (HCoV-OC43), un coronavirus bĂȘta qui provoque des symptĂŽmes respiratoires lĂ©gers. Un lectin blot a Ă©tĂ© rĂ©alisĂ© Ă  partir d’Ă©chantillons immunoprĂ©cipitĂ©s Ă  partir du sĂ©rum de patients infectĂ©s par le SRAS-CoV-2 et de tĂ©moins sains, ainsi que de lysats cellulaires infectĂ©s par le HCoV-OC43 et traitĂ©s avec des anticorps anti-protĂ©ine N.

Le lectin blot a permis de vérifier si une sialylation se produisait sur la protéine N correspondant au coronavirus HCoV-OC43 et au SARS-CoV-2. Les échantillons immunoprécipités ont été soumis ou non à un traitement à la sialidase avant de subir une séparation par électrophorÚse sur gel de polyacrylamide au dodécyl-sulfate de sodium (SDS-PAGE).

L’Ă©quipe a Ă©tudiĂ© comment la sialylation de la protĂ©ine N pouvait avoir un impact sur sa capacitĂ© Ă  lier l’acide ribonuclĂ©ique (ARN). Des tests de liaison aux acides nuclĂ©iques ont Ă©tĂ© rĂ©alisĂ©s avec un ARN monocatĂ©naire (ARNs) 32-mer Ă  motif stem-loop II (32m) et son mimĂ©tique d’acide ss-dĂ©soxyribonuclĂ©ique (ADN) 32-mer pour Ă©valuer l’affinitĂ© de la protĂ©ine N pour la liaison aux acides nuclĂ©iques. Les cellules HEK293T ont Ă©tĂ© lysĂ©es 48 heures aprĂšs la transfection du vecteur d’expression de la protĂ©ine N du SRAS-CoV-2.

Ensuite, les cellules ont Ă©tĂ© administrĂ©es avec ou sans sialidase pour des expĂ©riences de liaison d’acides nuclĂ©iques. En utilisant des lignĂ©es cellulaires THP-1, l’Ă©quipe a Ă©valuĂ© le rĂŽle des sialidases endogĂšnes dans la sialylation de la protĂ©ine N.

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L’Ă©quipe a Ă©valuĂ© l’impact de la sialylation sur la rĂ©plication virale. Une rĂ©action en chaĂźne par polymĂ©rase quantitative en temps rĂ©el (RT-qPCR) a Ă©tĂ© utilisĂ©e pour mesurer l’infection virale en utilisant des amorces ciblant la rĂ©gion codante du gĂšne N viral. AprĂšs la provocation virale, l’ARN des cellules a Ă©tĂ© collectĂ© aux moments indiquĂ©s et les transcriptions virales ont Ă©tĂ© mesurĂ©es. De plus, les surnageants ont Ă©tĂ© traitĂ©s pour le test de la dose infectieuse de 50 % dans les cultures de tissus (TCID50), qui a Ă©tĂ© utilisĂ© pour mesurer le titre du virus.

RĂ©sultats

Les rĂ©sultats de l’Ă©tude ont montrĂ© que si la glycosylation des liaisons N et O a Ă©tĂ© observĂ©e sur la protĂ©ine N in vitro il n’est pas clair si la protĂ©ine N du virion est glycosylĂ©e ou non. Les protĂ©ines de pointe (S), d’enveloppe (E) et de membrane (M) du SRAS-CoV-2 sont toutes glycosylĂ©es. La protĂ©ine N Ă©tait significativement sialylĂ©e dans les cellules des patients infectĂ©s par COVID-19 et HCoV-OC43. La plupart de l’acide sialique sur la protĂ©ine N Ă©tait fixĂ© dans les liaisons alpha-2, 6, tandis que le traitement Ă  la sialidase a vĂ©rifiĂ© la sialylation de la protĂ©ine N. La protĂ©ine N du SRAS-CoV-2 exprimĂ©e dans des cellules HEK293T, la protĂ©ine N du HCoV-OC43 exprimĂ©e dans des cellules THP-1 et le virion HCoV-OC43 se sont tous rĂ©vĂ©lĂ©s sialylĂ©s.

En prĂ©sence d’anticorps anti-protĂ©ine N, une protĂ©ine N de SARS-CoV-2 a formĂ© un complexe puissant avec de l’ARNs 32-mer et de l’ADNs 32-mer qui Ă©tait super dĂ©calĂ©, dĂ©montrant que ce complexe Ă©tait exclusif Ă  la protĂ©ine N. Comme prĂ©vu, les lysats de cellules HEK293T transfectĂ©es avec un vecteur vide n’ont pas rĂ©ussi Ă  lier les ARNs et les ADNs 32-mer. De plus, la quantitĂ© d’ADNs et d’ARNs 32-mer liĂ©s Ă  la protĂ©ine N aprĂšs traitement Ă  la sialidase a augmentĂ© de maniĂšre significative. Ces rĂ©sultats ont corroborĂ© la fonction cruciale de la sialylation de la protĂ©ine N dans la liaison Ă  l’ARN en montrant une augmentation considĂ©rable de l’activitĂ© de liaison Ă  l’ARN de la protĂ©ine N aprĂšs traitement Ă  la sialidase.

AprĂšs avoir Ă©tĂ© infectĂ© par HCoV-OC43 pendant 72 heures, l’expression de Neu1 Ă©tait considĂ©rablement Ă©levĂ©e, mais pas celle de Neu2, Neu3 ou Neu4, selon les analyses PCR en temps rĂ©el et western blot. Notamment, les patients atteints de COVID-19 prĂ©sentaient Ă©galement une rĂ©gulation Ă©levĂ©e de Neu1. De plus, dans les cellules infectĂ©es par HCoV-OC43, la protĂ©ine N Ă©tait associĂ©e Ă  Neu1.

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Deux jours aprĂšs la provocation virale, la rĂ©plication du HCoV-OC43 Ă©tait plus de 10 fois supĂ©rieure dans les surnageants de culture cellulaire des cellules qui surexprimaient Neu1 par rapport aux cellules qui exprimaient des vecteurs vides au niveau des transcrits viraux et des titres viraux. En revanche, la rĂ©plication du HCoV-OC43 Ă©tait plus de 100 fois infĂ©rieure dans les cellules qui surexprimaient l’ARN en Ă©pingle Ă  cheveux courte (shRNA) pour Neu1 que dans celles qui exprimaient l’ARN shrambled, tant au niveau des transcrits viraux que des titres viraux.

En accord avec l’efficacitĂ© de l’ARNsh, Neu1sh3 a rĂ©duit la rĂ©plication de HCoV-OC43 de façon plus importante que Neu1sh1 et Neu1sh2. Les niveaux de protĂ©ine N Ă©taient aussi sensiblement plus Ă©levĂ©s dans les cellules surexprimant Neu1 que dans les cellules knockdown Neu1. Ces rĂ©sultats suggĂšrent que l’hĂŽte Neu1 contrĂŽle la rĂ©plication du HCoV-OC43 dans les cellules THP-1. La protection la plus efficace a Ă©tĂ© fournie par Neu5Ac2en-OAcOMe, tandis que les inhibiteurs de la neuraminidase virale Zanamivir et oseltamivir ont montrĂ© une faible activitĂ© inhibitrice. Ces rĂ©sultats confirment les rapports antĂ©rieurs selon lesquels le Zanamivir et l’oseltamivir ont une faible activitĂ© contre les sialidases humaines.

La provocation HCoV-OC43 a entraĂźnĂ© la mort de toutes les souris traitĂ©es avec le vĂ©hicule, mais seulement 50 % des animaux traitĂ©s avec Neu5Ac2en-OAcOMe ont survĂ©cu Ă  toute la pĂ©riode d’observation. Comparativement aux souris traitĂ©es avec Neu5Ac2en-OAcOMe, les souris traitĂ©es avec le vĂ©hicule avaient un poids corporel considĂ©rablement plus faible. Les souris traitĂ©es avec Neu5Ac2en-OAcOMe ont Ă©galement rĂ©duit la rĂ©plication virale du HCoV-OC43 dans le sang, le cerveau et les poumons.

Les rĂ©sultats de l’Ă©tude ont montrĂ© qu’un nouvel inhibiteur de sialidase, Neu5Ac2en-OAcOMe, ciblait sĂ©lectivement la sialidase Neu1 de l’hĂŽte intracellulaire et supprimait la rĂ©plication du coronavirus, ce qui explique le rĂŽle de l’hĂŽte et de l’agent pathogĂšne dans la manifestation de la maladie.

*Avis important

bioRxiv publie des rapports scientifiques prĂ©liminaires qui ne sont pas Ă©valuĂ©s par des pairs et qui, par consĂ©quent, ne doivent pas ĂȘtre considĂ©rĂ©s comme concluants, ni guider la pratique clinique/le comportement en matiĂšre de santĂ©, ni ĂȘtre traitĂ©s comme des informations Ă©tablies.