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En utilisant des tests spécialisés personnalisés pour détecter des interactions de récepteurs spécifiques, les chercheurs du Wellcome Sanger Institute de Cambridge au Royaume-Uni ne trouvent aucune preuve de liaison directe de la protéine de pointe du coronavirus 2 (SRAS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère à une glycoprotéine transmembranaire connue sous le nom de basigine . Cette étude se trouve actuellement sur le bioRxiv * serveur de pré-impression.
Nouveau coronavirus SARS-CoV-2 Micrographie électronique à balayage colorisée d'une cellule apoptotique (rose) fortement infectée par des particules du virus SARS-CoV-2 (vert), isolée à partir d'un échantillon de patient. Image prise au centre de recherche intégré (IRF) du NIAID à Fort Detrick, Maryland. Crédit: NIAID
La pandémie mondiale de maladie à coronavirus (COVID-19), causée par le SRAS-CoV-2, s'accélère avec le nombre croissant de cas et de décès. De même, la recherche fondamentale et translationnelle sur l'agent viral causal se déroule à un rythme sans précédent.
Depuis le début de la pandémie, il était clair que l'identification précise des récepteurs de l'hôte représente une étape cruciale dans l'explication mécanique du COVID-19, offrant des informations importantes sur le tropisme cellulaire du SRAS-CoV-2 et la susceptibilité virale.
Une série d'études de recherche publiées au cours des premiers mois de la pandémie ont établi indépendamment que le même récepteur de l'enzyme de conversion de l'angiotensine 2 (ACE2) qui médiatise la liaison du pic du SRAS aux cellules humaines médie également la liaison de la protéine du pic du SRAS-CoV-2.
Cependant, pour les coronavirus précédents qui sont étroitement liés au SRAS-CoV-2, une pléthore de récepteurs hôtes différents a été décrite, avec de nombreux rôles facilitant l'invasion virale. Cela a amené la communauté de recherche à se demander si des partenaires d'interaction supplémentaires (qui n'ont pas encore été découverts) jouent également un rôle pour la protéine de pointe du SRAS-CoV-2.
Sommaire
L'hypothèse de base
La basigine, également connue sous le nom de CD147 ou EMMPRIN, est l'une des propositions les plus notables pour un autre récepteur hôte du SRAS-CoV-2. Cette glycoprotéine transmembranaire (appartenant à la superfamille des immunoglobulines) a été considérée comme un partenaire de liaison pour la protéine de pointe du SRAS-CoV-2, avec une importance fonctionnelle dans l'invasion virale.
Le premier rapport l'identifiant s'est rapidement traduit par un essai clinique ouvert sur le méplazumab – un anticorps monoclonal thérapeutique humanisé dirigé contre la basigine. En un mot, son utilisation thérapeutique était liée à des améliorations frappantes chez les patients atteints de COVID-19.
La possibilité que la basigine puisse effectivement agir comme un récepteur de liaison auxiliaire pour le virus a depuis lors été spéculée dans plusieurs articles, expliquant peut-être le lien supposé entre l'infection par le SRAS-CoV-2 et les symptômes hématologiques chez les individus affectés.
C'est pourquoi le Dr Jarrod Shilts et le Dr Gavin J. Wright du Cell Surface Signaling Laboratory du Wellcome Sanger Institute de Cambridge, Royaume-Uni, ont décidé d'étudier le rôle de la basigine en tant que récepteur alternatif du virus.
Expériences de liaison complètes
«Notre accès à des outils et réactifs établis à partir de travaux antérieurs étudiant le rôle de la basigine en tant que récepteur hôte dans Plasmodium l'infection nous a permis de l'étudier rapidement en tant que récepteur du SRAS-CoV-2 », expliquent les auteurs de l'étude dans leur bioRxiv papier.
Premièrement, ces chercheurs ont synthétisé des constructions pour exprimer la protéine de pointe du SARS-CoV-2 de manière recombinante. En bref, ils ont imité des conceptions déjà publiées, pliées et fonctionnelles de constructions de pointes.
Ensuite, ils ont cherché à tirer parti de la sensibilité plutôt élevée des tests de liaison biochimique directe pour déterminer si ces méthodes pouvaient détecter des traces de liaison à la basigine. À cette fin, ils ont principalement utilisé la lignée cellulaire de rein embryonnaire humain 293 (HEK 293) et des tests d'immunosorbant lié à une enzyme.
Enfin, après avoir testé la qualité de la fonctionnalité des constructions, les chercheurs ont réalisé un test de liaison sur plaque qui utilise les gains d'avidité des protéines multimérisées afin de détecter même des interactions protéine-protéine extrêmement transitoires.
Gain de l'activité de liaison du pic de SARS-CoV-2 sur les cellules humaines surexprimant ACE2 mais pas BSG. A. Expression et purification du domaine S1 et de l'ectodomaine complet de la protéine de pointe SARS-CoV-2 produite dans des lignées cellulaires humaines. Deux préparations indépendantes de pic purifié ont été résolues par SDS-PAGE dans des conditions réductrices et colorées avec un colorant bleu de Coomassie. B. Les cellules transfectées avec des ADNc codant pour ACE2 mais pas pour BSG se lient à des tétramères de pointe SARS-CoV-2 fluorescents très avides. Distributions de fluorescence de cytométrie en flux de cellules colorées avec des tétramères constitués de protéine de pointe biotinylée soit en utilisant le domaine S1 (panneaux du haut) ou l'ensemble de l'ectodomaine (panneaux inférieurs) regroupés autour de la streptavidine conjuguée à la phycoérythrine. Les cellules HEK293 colorées ont été transfectées avec de l'ADNc pour surexprimer soit ACE2 (à gauche) soit BSG (à droite). Les cellules transfectées simulées sont représentées en rouge. Un comportement similaire aux données présentées a été observé dans trois tests distincts. C. La transfection avec l'ADNc de BSG conduit à une régulation positive de la BSG de surface cellulaire. Niveaux de base de surface sur des cellules HEK293 marquées avec un anticorps monoclonal anti-BSG humain. Les niveaux de BSG sont comparés à un contrôle négatif d'anticorps secondaire uniquement.
Basigin n'agissant pas comme un récepteur du SRAS-CoV-2
« Malgré la validation de la fonctionnalité de tous nos réactifs, nous n'avons pas pu détecter de liaison dans les dosages biochimiques ou cellulaires pour l'isoforme de basigine commune ou la configuration ou l'allèle de la protéine de pointe du SRAS-CoV-2 », les auteurs de l'étude résument leurs résultats .
Plus spécifiquement, dans toutes les configurations testées, le signal de la protéine de pointe de liaison à la basigine était indiscernable du fond des paires de protéines sans interaction, et sensiblement en dessous des paires d'interaction connues.
En outre, les formes recombinantes du domaine S1 et de l'ectodomaine entier de la protéine de pointe SARS-CoV-2 – connue pour se lier directement à ACE2 – n'ont pas interagi avec la basigine exprimée à la surface des cellules humaines.
Implications et pertinence translationnelle
«Bien que nos résultats aient été négatifs, ils ont néanmoins des implications potentielles importantes à la fois sur notre compréhension de la biologie de base du SRAS-CoV-2 et sur les efforts pour traduire la connaissance des récepteurs de l'hôte du virus en thérapeutique», mettent en garde les auteurs de l'étude.
Si ces résultats négatifs sont confirmés, un essai clinique impliquant des injections d'anticorps monoclonaux anti-basigine doit être réinterprété, car le bénéfice pour le patient est alors plus probablement expliqué par la modulation immunitaire (par opposition au blocage direct de l'invasion virale). En outre, les hypothèses qui expliquent le tropisme viral via la liaison de la basigine peuvent également nécessiter un examen plus approfondi.
Par conséquent, d'autres études devraient être poursuivies pour confirmer les mécanismes proposés et résoudre l'incertitude quant à savoir si le SRAS-CoV-2 peut utiliser des récepteurs au-delà de l'ACE2 pendant le processus infectieux – pas seulement pour la basigine, mais aussi pour la myriade d'autres récepteurs viraux putatifs.
Tenant compte du besoin urgent d'identifier les cibles du SRAS-CoV-2 qui pourraient conduire à des thérapies prometteuses, cette étude permettra des décisions plus éclairées concernant la pertinence translationnelle de ce mécanisme exact dans notre course en cours pour comprendre et gérer le COVID-19.
*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, orienter la pratique clinique / les comportements liés à la santé ou être traités comme des informations établies.
