Dans un article récent publié dans Actes de l’Académie nationale des sciencesles chercheurs évaluent la puissance des lectines antivirales contre les variantes préoccupantes (COV) du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2) et le SRAS-CoV, illustrant ainsi son potentiel en tant qu’inhibiteur du pan-coronavirus (CoV).
Étude: Cibler les glycanes de pointe pour inhiber l’entrée du virus SARS-CoV2. Crédit d’image : Kateryna Kon/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
Compte tenu de leur capacité à se lier aux fractions glucidiques, les lectines jouent un rôle crucial dans plusieurs processus biologiques, notamment les interactions hôte-pathogène. En fait, plusieurs études ont rapporté que les lectines antivirales inhibent puissamment plusieurs virus, notamment le virus de l’immunodéficience humaine (VIH), le virus Ebola et les CoV.
La protéine Spike (S) du SRAS-CoV-2 est fortement glycosylée, ce qui protège le virus du système immunitaire de l’hôte. Les S-glycanes peuvent aller des glycanes riches en mannose aux glycanes complexes, conduisant ainsi à une hétérogénéité sur tous les sites de glycosylation.
La plupart des glycanes cachent la surface protéique à laquelle ils se lient ; cependant, certains jouent des rôles structurels supplémentaires. Des études biophysiques et structurelles ont confirmé le rôle clé des glycanes N165 et N234 au niveau de 22 résidus d’asparagine (Asn) différents dans le positionnement de la liaison du domaine de liaison au récepteur (RBD) du SRAS-CoV-2 à l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 de l’hôte ( Récepteur ACE2).
Cibler les glycanes sur la protéine S du SARS-CoV-2 pourrait conduire au développement d’inhibiteurs du SARS-CoV-2, notamment contre les COV du SARS-CoV-2, plus résistants à l’activité inhibitrice des anticorps monoclonaux.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs évaluent trois lectines antivirales, dont la griffithsine (GRFT), Oscillatoria agardhii agglutinine (OAA), et Burkholderia oklahomensis agglutinine (BOA), pour leur potentiel à inhiber les cellules Vero E6 infectées par la souche SARS-CoV-2 de type sauvage.
L’efficacité du BOA a également été évaluée contre les COV du SRAS-CoV-2, Alpha, Beta, Gamma, Delta et Omicron BA.1, car cette lectine présentait l’activité anti-SARS-CoV-2 la plus élevée. Le in vitro la liaison de l’OAA et de la BOA à la glycoprotéine S du SRAS-CoV-2 a également été évaluée à l’aide de la chromatographie d’exclusion de taille (SEC).
La diffusion dynamique de la lumière (DLS) a été utilisée pour caractériser l’agrégation de S. induite par l’OAA et la BOA. Des pseudovirus exprimant les variantes de la protéine S du SRAS-COV-2 N234A et N165A (contrôle) ont également été développés pour explorer le mécanisme d’action des virus induits par la BOA. Entrée du SRAS-CoV-2.
Résultats de l’étude
GRFT n’a présenté aucune activité dans les trois systèmes de neutralisation du virus, alors que BOA et OAA ont présenté une puissante activité inhibitrice. Dans les tests sur plaques, BOA a bloqué le variant sauvage du SRAS-CoV-2 avec une concentration efficace demi-maximale (EC50) valeur de neuf nM nanomolaires.
Ainsi, GRFT est structurellement distinct de l’OAA et de la BOA et se lie à différentes sous-structures de glycanes à haute teneur en mannose. Structurellement, BOA et OAA varient en termes de nombre de sites de liaison aux glycanes et de domaines bêta-baril ; cependant, les deux présentent les mêmes spécificités glycanes, ce qui permet des mécanismes d’inhibition similaires entre ces lectines.
Puisque le BOA possède quatre sites de liaison aux glycanes, soit deux fois celui de l’OAA, il s’agissait d’un inhibiteur plus puissant du SRAS-CoV-2. En fait, la suppression de trois des quatre sites de liaison au sucre sur la BOA a éliminé son activité antivirale.
Lors d’essais biophysiques, les chercheurs ont mélangé des quantités équimolaires de lectine et de protéines S. Dans un excès molaire de 5 : 1 ou 10 : 1 d’OAA ou de BOA, des pics d’élution supplémentaires pour la protéine S ont été observés, suggérant ainsi que cette protéine virale formait de grands complexes de masse moléculaire avec l’OAA et la BOA. Les interactions entre les agrégats solubles formés par BOA et SARS-CoV-2 S ont conféré une activité antivirale à BOA.
In vitro, une variante monovalente de BOA liée à la protéine SARS-CoV-2 S mais n’a pas formé d’agrégats solubles, ce qui a empêché toute activité antivirale. Ainsi, la puissante activité inhibitrice du BOA contre le SRAS-CoV-2 peut être attribuée à ses interactions multivalentes, qui se réduisent à des contacts monovalents pour finalement inhiber le SRAS-CoV-2.
Les expériences sur les pseudovirus suggèrent que le N234 ou son glycane était essentiel à l’entrée du SRAS-CoV-2 dans les cellules hôte. De même, une étude précédente a rapporté que le 234 glycane était essentiel au fonctionnement de la fonction S du SRAS-CoV-2.
Conclusions
Les variantes du SRAS-CoV-2 présentent des changements minimes en ce qui concerne la glycosylation, ce qui a permis à la BOA d’inhiber de manière cohérente et puissante toutes les variantes virales testées. La puissance similaire du BOA contre le SRAS-CoV, apparu initialement en 2003, démontre que l’activité de cette lectine dépend des glycanes de la protéine S plutôt que de sa séquence spécifique. Ces résultats soutiennent le développement de futures stratégies thérapeutiques utilisant des liants de glycanes multivalents comme inhibiteurs du pan-CoV.
