Le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2) provoque divers symptômes qui vont au-delà des problèmes respiratoires. Des problèmes neurologiques, cardiaques et autres peuvent survenir pendant l’infection et après la récupération dans un long COVID, suggérant que le SRAS-CoV-2 envahit plusieurs organes. Cependant, la façon dont le SRAS-CoV-2 envahit le cerveau – que ce soit directement ou indirectement – reste à l’étude.
Une nouvelle recherche menée par Le Cong de la faculté de médecine de l’Université de Stanford en Californie indique que le canal potassique KCNA6 peut aider à l’entrée virale et favoriser l’infection. De plus, KCNA6 est fortement exprimé dans les cellules neuronales OLIG2+, qui s’est avéré suspecter le SARS-CoV-2 dans le neuroépithélium olfactif. Cette zone semble contribuer à la perte de l’odorat couramment observée lors de l’infection.
Les auteurs de l’étude écrivent :
« Nous avons ainsi identifié le canal potassique KCNA6 en tant que facteur hôte du SRAS-CoV-2, élargi notre compréhension du tropisme viral potentiel et identifié des cibles prometteuses pour la réorientation et le développement de médicaments. »
L’étude « CRISPRa screening with real-world evidence identifient les canaux potassiques en tant que facteurs d’entrée neuronale et cibles médicamenteuses pour le SRAS-CoV-2 » est disponible sous forme de pré-impression sur le bioRxiv* serveur, en attendant l’examen formel par les pairs.
Sommaire
Comment ils ont fait
Les chercheurs ont utilisé le dépistage par activation CRISPR (CRISPra) pour examiner l’entrée virale potentielle dans le corps. Étant donné que le SRAS-CoV-2 affecte les organes au-delà des poumons, ils ont d’abord recherché des facteurs spécifiques de l’hôte qui rendraient un type cellulaire sensible à l’infection.
L’examen de la capacité d’un virus à infecter différents types de cellules peut nécessiter plusieurs analyses de plusieurs lignées cellulaires représentant divers types de cellules, mais cela nécessite un temps considérable et une connaissance préalable du tropisme viral.
Les chercheurs ont utilisé CRISPRa pour contourner ces problèmes en « sélectionnant des lignées cellulaires avec une sensibilité limitée ou inexistante et en permettant la détermination impartiale des facteurs qui favorisent l’entrée virale ».
CRISPRa a criblé et ciblé 6 213 protéines membranaires humaines avec environ 24 000 ARNsg avec des contrôles non ciblés. Ils comprenaient des protéines membranaires qui peuvent parfois être exclues des bibliothèques de génomes mais peuvent cacher des facteurs hôtes cachés.
Un lentivirus pseudo-typé exprimant la protéine de pointe du SRAS-CoV-2 ou la protéine G d’enveloppe du virus de la stomatite vésiculaire comme contrôle a été utilisé pour observer l’infection virale.
Le dépistage CRISPRa axé sur la membrane identifie les facteurs potentiels de l’hôte impliqués dans l’entrée du virus SARS-CoV-2 dépendant de Spike. (A) Pipeline d’écran montrant différentes conditions utilisées (ACE2-null, ACE2-positif, à MOI faible ou élevé, avec références VSVG), analyses en aval et workflow de validation. (BE) Les scores d’enrichissement de l’écran CRISPRa dans différentes conditions avec les meilleurs résultats mis en évidence et colorés par leurs catégories fonctionnelles. (FG) Analyse différentielle des meilleurs 10 % de succès du SARS-CoV-2 Spike et des écrans de référence VSVG. Les résultats uniques dans les écrans SARS-CoV-2 identifient des facteurs hôtes putatifs spécifiques au virus.
Le canal potassique KCNA6 est une cible pour l’infection par le SRAS-CoV-2
Le dépistage CRISPRa a montré des facteurs d’hôte auparavant inconnus dans plusieurs zones du corps qui peuvent augmenter l’entrée virale. Cela inclut neuronal (KCNA6), immunitaire (HLADPB1, CD7) et cardiaque (LGMN, EPHA4).
Plus précisément, l’équipe a découvert que le canal potassique voltage-dépendant connu sous le nom de KCNA6 et trouvé sur les cellules neuronales est sensible à l’entrée et à l’infection du SRAS-CoV-2. L’entrée virale a été observée même lorsque les niveaux d’expression de l’ACE2 étaient faibles ou indétectables. De plus, la surexpression du canal KCNA6 a augmenté la probabilité d’infection parmi la protéine de pointe de la variante bêta (B.1.351) du SRAS-CoV-2.
Avoir une faible expression d’ACE2 ne semble pas affecter l’infection par le SRAS-CoV-2, car B.1.351 et la variante D614G étaient capables d’infecter des cellules surexprimant KCNA6.
« Cela pourrait être important à la lumière des rapports selon lesquels les variantes émergentes du SRAS-CoV-2 sont souvent moins dépendantes de la liaison à l’ACE2 et résistantes aux anticorps thérapeutiques », a conclu l’équipe.
Une expression élevée de KCNA6 avec une faible ACE2 a été identifiée sur des cellules OLIG2+, qui se trouvent dans le neuroépithélium olfactif humain. Les résultats suggèrent que KCNA6 peut jouer un rôle dans la perte de l’odorat et d’autres symptômes neuronaux signalés lors de l’infection par COVID-19.
Bloqueurs de canaux potassiques comme traitement potentiel contre les coronavirus
KCNA6 pourrait être une future cible thérapeutique à explorer. L’examen d’environ 8 millions de dossiers de patients dans les réclamations d’assurance a montré une association de diurétiques de l’anse, d’antidépresseurs ISRS et d’anticonvulsivants à large spectre qui ciblent les canaux potassiques et une maladie COVID-19 moins grave ne nécessitant pas d’hospitalisation.
Les résultats suggèrent que les médicaments sur ordonnance pourraient être réutilisés comme traitements pour COVID-19.
De plus, les résultats de l’étude ont montré que l’application du bloqueur de canaux KCNA 4-AP (dalfampridine) réduisait l’entrée virale de manière dose-dépendante. Cela suggère également que le SRAS-COV-2 pourrait potentiellement affecter les canaux potassiques KCNA de manière plus générale plutôt que seulement KCNA6.
*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/le comportement lié à la santé, ou traités comme des informations établies.
