Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de préimpression, les scientifiques ont identifié un peptide non modifié adressant l’intermédiaire de la protéine pré-épingle à cheveux (S) inhibant l’infection par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2).
Sommaire
Arrière plan
La fusion entre l’hôte et les membranes SARS-CoV-2, facilitée par la glycoprotéine virale S, est nécessaire pour l’infection par le SARS-CoV-2. L’importance de la fusion membranaire virale a fait de la protéine S une cible appréciée pour la création de thérapeutiques et de vaccins. Néanmoins, en raison de l’altération de l’épitope dans le domaine de liaison au récepteur (RBD) de S, les variants du SRAS-CoV-2 constituent une menace pour les thérapies et les vaccins par anticorps monoclonaux actuellement disponibles contre la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19).
Par conséquent, d’autres antiviraux qui traitent des processus peu susceptibles d’être affectés par la mutation, comme la phase de fusion membranaire de l’entrée virale dans la cellule hôte, sont nécessaires de toute urgence. Les inhibiteurs peptidiques sont une sous-classe des antiviraux qui empêchent la formation du faisceau à six hélices dit heptad repeat 1 heptad repeat 2 (HR1HR2) de la protéine SARS-CoV-2 S, empêchant la fusion de la membrane virale.
À propos de l’étude
Dans la recherche actuelle, les scientifiques ont effectué des évaluations structurelles du faisceau HR1HR2 à l’aide de la microscopie cryoélectronique à haute résolution (cryo-EM). En outre, ils ont développé un peptide à tige HR2 à extension N-terminale. Dans une analyse de fusion cellule à cellule, les chercheurs ont examiné comment l’allongement N-terminal de HR2 affectait l’inhibition de la capacité de fusion membranaire SARS-CoV-2 S.
L’équipe a étudié l’impact antiviral possible du peptide longHR2_42. Pour cela, ils ont utilisé un virus chimérique de la stomatite vésiculeuse (VSV) exprimant un rapporteur d’infection par la protéine fluorescente verte améliorée soluble (eGFP), où la glycoprotéine VSV a été remplacée par la protéine S de la souche SARS-CoV-2 Wuh, c’est-à-dire VSV- SRAS-CoV-2-Wuh.
Les chercheurs ont évalué l’impact de la sérine protéase transmembranaire 2 (TMPRSS2) sur la liaison S du peptide HR2. Les résultats ont été validés à l’aide d’un SARS-CoV-2 authentique. Les auteurs ont infecté des cellules Caco-2 surexprimant le récepteur humain de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2), c’est-à-dire Caco-2 + hACE2, avec un isolat de patient de souche SARS-CoV-2 Wuh. De plus, ils ont utilisé les tests d’infection authentiques et VSV-SARS-CoV-2 pour voir si le longHR2_42 pouvait prévenir l’infection par les principaux variants du SARS-CoV-2.
Résultats
Collectivement, les chercheurs ont découvert un peptide simple qui a inhibé toutes les infections variantes importantes du SRAS-CoV-2 dans des plages nanomolaires. Ils ont trouvé un domaine N-terminal étendu et bien replié de HR2 entre les résidus 1162 à 1203, interagissant avec la triple hélice HR1 à travers le faisceau post-fusion HR1HR2.
Sur la base de cette structure, les auteurs ont créé un peptide HR2 allongé, longHR2_42. Il a inhibé le SRAS-CoV-2 à des concentrations nanomolaires à un chiffre sans nécessiter de modifications telles que l’agrafage chimique ou la lipidation dans les tests d’infection authentiques par le SRAS-CoV-2, la fusion cellulaire et la chimère VSV-SARS-CoV-2.
Notamment, le peptide a inhibé de manière robuste toutes les variantes pertinentes du SRAS-CoV-2 jusqu’à présent. Cependant, l’activité était environ 10 fois plus faible vers la variante Omicron. Étant donné que la mutation D614G, trouvée dans toutes les variantes significatives du SRAS-CoV-2, n’était pas proche de l’interface HR1HR2, il n’y avait aucune différence perceptible dans l’efficacité du longHR2_42 contre ce mutant.
Le peptide actuellement développé était environ 100 fois plus efficace que les peptides HR2 plus courts non modifiés couramment utilisés et dépourvus d’une extension N-terminale vitale. De plus, il possède une durée de vie inhibitrice très prolongée de plus de trois heures après le lavage dans les tests d’infection virale, ce qui implique qu’il s’adresse à un intermédiaire pré-épingle à cheveux de la protéine S du SRAS-CoV-2. Étant donné que la sérine protéase transmembranaire 2 (TMPRSS2) était nécessaire pour la durée de vie inhibitrice prolongée après le lavage du peptide, cela indique que le clivage de TMPRSS2 (ou peut-être aussi de la cathepsine) du SRAS-CoV-2 S crée un intermédiaire pré-épingle à cheveux que le peptide peut facilement se lier.
conclusion
Dans l’ensemble, dans la présente étude, l’équipe a identifié un peptide HR2 à extension N-terminale monomère non modifié dépourvu d’agrafes ou de modifications d’hydrocarbures, longHR2_42, présentant une inhibition du SRAS-CoV-2 environ 100 fois plus élevée que les peptides précédemment documentés dépourvus d’altérations chimiques. Plus précisément, ils ont découvert une suppression nanomolaire par longHR2_42 dans un test de fusion cellule-cellule, une évaluation de l’infection par la chimère VSV-SARS-CoV-2 et une analyse authentique de l’infection par le SARS-CoV-2.
Les résultats de la recherche suggèrent qu’un peptide simple présentant la séquence appropriée pourrait être une thérapeutique efficace et efficace contre le COVID-19. En outre, les données de l’étude révèlent de nouvelles informations sur le mécanisme d’entrée de l’hôte SARS-CoV-2. Ces données ajoutent plus de preuves en faveur de l’intermédiaire pré-épingle à cheveux de la protéine S et impliquent que les sections au-delà de la région hélicoïdale HR2 peuvent présenter de nouvelles perspectives pour des thérapies robustes à base de peptides pour le SRAS-CoV-2 et ses variantes ainsi que encore plus virus éloignés.
Les auteurs ont suggéré qu’une expansion appropriée de la séquence peptidique pourrait être en mesure de produire plus d’efficacité. Des cycles supplémentaires d’optimisation de la séquence longHR2_42 pourraient augmenter l’activité du peptide et servir de base à la création de nouveaux peptides spécifiques aux variants. De telles conceptions peuvent être cruciales pour que les thérapies antivirales combattent la pandémie actuelle de COVID-19 et d’autres virus préoccupants qui sont moins étroitement liés.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
