Parmi les différents virus qui rendent votre intestin malade, certains laissent derrière eux au moins un petit chemin de destruction cellulaire lors de leur réplication, impliquant l’agent pathogène coupable. Les rotavirus et les norovirus envahissent l’intestin grêle, s’y multiplient et peuvent traverser la paroi externe de l’organe pour proliférer dans le corps.
Les astrovirus, qui infectent le même organe et provoquent des diarrhées pédiatriques dans le monde entier, ont une stratégie plus astucieuse qui évite les lésions tissulaires. Dans une étude récente publiée dans le Actes de la Bibliothèque scientifique : Agents pathogènesune équipe de biologistes cellulaires de l’Université de Californie à Santa Cruz, rapporte la stratégie de sortie de l’astrovirus. En quelques mots, cela peut se résumer ainsi : « suivez le mucus ».
L’équipe a découvert que l’astrovirus s’appuie sur la sécrétion de mucus des cellules caliciformes comme voie coordonnée pour terminer son cycle de réplication. La découverte révèle des cibles potentiellement nouvelles pour les stratégies de traitement de la diarrhée pédiatrique, selon l’auteur principal du journal, Valerie Cortez, professeur de biologie moléculaire, cellulaire et développementale à l’UC Santa Cruz.
« Ensemble, ces résultats mettent en évidence une nouvelle facette de la biologie de l’hôte du virus entérique qui permet la libération efficace des particules virales », a déclaré Cortez. « Avant notre étude, la voie par laquelle les astrovirus sortent de la cellule était largement inconnue, contrairement à d’autres virus entériques majeurs comme le norovirus et le rotavirus. »
Gagner sur un virus mortel
L’étude s’appuie sur la découverte précédente du Cortez Lab selon laquelle l’astrovirus cible les cellules caliciformes de l’intestin. Le virus à ARN simple brin infecte les oiseaux et les mammifères et, chez les humains, est un facteur majeur de diarrhée pédiatrique, en particulier dans les régions du monde où l’accès à l’eau est limité. À l’échelle mondiale, la diarrhée est l’une des principales causes de décès chez les enfants de moins de 5 ans.
Les cellules caliciformes créent une fine couche de mucus qui isole la paroi intestinale, ce qui empêche la plupart des microbes, des agents pathogènes et tout ce que nous ingérons de s’infiltrer dans le reste du corps, selon l’auteur principal de l’étude, Natalie Pedicino. La manière dont l’astrovirus contourne ce système de protection, et l’exploite, était au centre du doctorat de Pedicino. thèse au Cortez Lab.
Ce processus visqueux a également fait l’objet d’un discours éclair donné par Pedicino en 2024 qui l’a conduite au championnat Grad Slam à l’échelle de l’UC, où le doctorat. les étudiants de chaque campus se sont affrontés pour remporter les honneurs en distillant leurs recherches dans une présentation de trois minutes ou moins. L’exposé de Pedicino était intitulé « De l’usine à mucus à l’usine à virus : l’impact mondial d’un nouveau virus intestinal sur les enfants ».
« Nous avons découvert ce nouveau mécanisme par lequel l’astrovirus détourne essentiellement les cellules caliciformes », a déclaré Pedicino. « Cette découverte est passionnante, à la fois pour le domaine de la recherche sur les astrovirus et pour les virus intestinaux dans leur ensemble, car elle révèle une autre stratégie de sortie virale. »
Un itinéraire de sortie, synonyme de nouvelles possibilités
L’équipe a utilisé des modèles de culture cellulaire murine et humaine pour voir si le mucus servait de voie permettant à l’astrovirus de sortir des cellules caliciformes et de se propager. Lorsqu’ils bloquaient la sécrétion de mucus, cela réduisait le niveau de libération du virus. Lorsqu’ils stimulaient la sécrétion de mucus, les niveaux de virus augmentaient. L’identification de ce mécanisme a des implications plus larges sur les processus cellulaires qui permettent à certains virus d’échapper à l’immunité de l’hôte et d’améliorer leur propagation et leur transmission.
Par exemple, Cortez a expliqué que « se cacher » dans le mucus pourrait aider un virus à éviter sa détection ou à améliorer son entrée dans de nouvelles cellules, de la même manière que les rotavirus et les norovirus forment des amas enveloppés par une membrane pour se glisser dans une cellule. Des études antérieures ont montré que le mucus stabilise la température de l’astrovirus humain, facilitant peut-être sa propagation au sein et entre les hôtes.
« Cette découverte identifie une stratégie de sortie unique pour un virus entérique qui lui permet de se propager sans avoir à s’ouvrir et à tuer sa cellule hôte », a déclaré Cortez. « Comprendre cette interaction hôte-virus au cours du cycle de réplication peut fournir de nouvelles informations sur la pathogenèse et potentiellement de nouvelles cibles pour les stratégies de traitement qui empêchent la propagation des astrovirus. »
Parcours de carrière et collaboration
Pedicino, le premier doctorat du Cortez Lab. diplômé, est maintenant professeur de biologie titulaire au West Valley College de Saratoga, en Californie. Les co-auteurs Jacob Gulman et Nicole Heredia-Osuna sont d’anciens étudiants de premier cycle de l’UC Santa Cruz qui ont travaillé comme spécialistes de recherche dans le laboratoire de Cortez. Gulman et Heredia-Osuna suivent désormais respectivement des programmes d’études supérieures à l’Université Stony Brook et à l’Université du Nevada à Reno.
L’équipe a également collaboré avec des chercheurs de la Baskin School of Engineering. Rebecca DuBois, professeur de génie biomoléculaire, et son étudiant diplômé Adam Lentz ont partagé des réactifs avec le laboratoire Cortez, notamment une protéine de pointe d’astrovirus humain purifiée et des anticorps modifiés qui détectent l’astrovirus humain.
Le noyau de cytométrie en flux, le centre de microscopie et le Vivarium de l’UC Santa Cruz ont joué un rôle essentiel dans cette étude, qui a été financée par un prix de recherche maximisant les chercheurs que Cortez a reçu plus tôt cette année des National Institutes of Health.
