Chez les patients atteints de COVID-19 grave et à long terme, des troubles de la coagulation sanguine ont souvent été observés. Maintenant, des chercheurs de l’Université de Linköping (LiU), en Suède, ont découvert que le système immunitaire du corps peut affecter la protéine de pointe à la surface du virus SARS-CoV-2, conduisant à la production d’une protéine de pointe mal repliée appelée amyloïde. La découverte d’un lien possible entre la production nocive d’amyloïde et les symptômes du COVID-19 a été publiée dans le Journal de la société américaine de chimie.
Chez ceux qui ont un COVID-19 grave et à long terme, des organes autres que les poumons peuvent être gravement touchés. Des symptômes complexes et des lésions, par exemple, du cœur, des reins, des yeux, du nez et du cerveau, ainsi qu’une coagulation sanguine perturbée, peuvent persister. Pourquoi la maladie affecte le corps de cette manière est en grande partie un mystère. Maintenant, les chercheurs de LiU ont découvert un mécanisme biologique qui n’a jamais été décrit auparavant, et qui peut être une partie de l’explication.
L’équipe de recherche étudie les maladies causées par des protéines mal repliées, dont la maladie d’Alzheimer dans le cerveau est l’exemple le plus connu. Les chercheurs ont noté qu’il existe de nombreuses similitudes entre les symptômes liés au COVID-19 et ceux observés dans les maladies causées par des protéines mal repliées.
Les fonctions des protéines sont fortement affectées par le fait que les protéines sont pliées de manière spécifique qui donnent lieu à une structure tridimensionnelle spécifique. En plus de cette forme, une protéine peut également prendre une forme alternative. Plus de 30 protéines différentes sont connues pour avoir ce type de forme alternative, qui est associée à la maladie. Cette protéine pliée alternative est appelée amyloïde. Les chercheurs de LiU se sont demandé si le virus qui cause le COVID-19, le SARS-CoV-2, contient une protéine qui peut créer de l’amyloïde. Ils étaient particulièrement intéressés par la protéine de pointe à la surface du virus, que le virus utilise pour interagir avec les cellules du corps et les infecter.
À l’aide d’une simulation informatique, les chercheurs ont découvert que la protéine de pointe du coronavirus contenait sept séquences différentes qui pourraient potentiellement produire de l’amyloïde. Trois des sept séquences répondaient aux critères des chercheurs pour être comptées comme séquences productrices d’amyloïde lorsqu’elles étaient testées expérimentalement. Ils ont produit, entre autres, des soi-disant fibrilles, qui ressemblent à de longs fils lorsqu’elles sont examinées au microscope électronique.
Mais ces fibrilles apparaissent-elles spontanément ? Il est bien connu que de nombreuses maladies, telles que la maladie d’Alzheimer, sont précédées d’un processus au cours duquel le corps découpe de grosses protéines en morceaux plus petits, qui peuvent à leur tour produire l’amyloïde nocif. Dans leur étude, les chercheurs montrent qu’une enzyme des globules blancs du système immunitaire peut découper la protéine de pointe du coronavirus. Lorsque la protéine de pointe est découpée, elle produit le morceau exact de protéine qui, selon l’analyse des chercheurs, est le plus susceptible de produire de l’amyloïde. Cette enzyme est libérée en grande quantité par un type de globules blancs, les neutrophiles, qui sont libérés tôt lors d’infections telles que le COVID-19. Lorsque les chercheurs ont mélangé une protéine de pointe pure avec cette enzyme, appelée élastase neutrophile, des fibrilles inhabituelles ont été produites.
« Nous n’avons jamais vu de fibrilles aussi parfaites, mais effrayantes, que celles de la protéine de pointe SARS-CoV-2 productrice d’amyloïde et de ses morceaux. Les fibrilles à partir de la protéine de pointe pleine grandeur se sont ramifiées comme des membres sur un corps. Amyloïdes ne se ramifient généralement pas comme ça. Nous pensons que cela est dû aux caractéristiques de la protéine de pointe », explique Per Hammarström, professeur au Département de physique, chimie et biologie (IFM) de l’Université de Linköping.
Des recherches antérieures, y compris une étude menée par des chercheurs sud-africains, ont indiqué que la protéine de pointe pourrait être impliquée dans la production de petits caillots sanguins. Le sang contient la protéine de fibrine, qui aide le sang à coaguler lorsqu’un vaisseau est endommagé, de sorte que le trou se referme et arrête le saignement. Lorsque la blessure a commencé à cicatriser, le coagulat est supposé être rompu par la plasmine, qui se trouve également dans le sang. Les chercheurs de LiU ont mélangé des morceaux de protéines produisant de l’amyloïde à partir de la protéine de pointe avec ces substances corporelles dans des tubes à essai et ont constaté que le coagulat de fibrine qui était alors produit ne pouvait pas être décomposé de la manière habituelle par la plasmine. Ce mécanisme nouvellement découvert peut être à l’origine de la production de micro-caillots sanguins similaires qui ont été observés dans le COVID-19 grave et à long terme. Une coagulation sanguine perturbée est également observée dans de nombreuses maladies liées à l’amyloïde.
« Nous pouvons voir que la protéine de pointe, lorsqu’elle est affectée par notre propre système immunitaire, peut produire des structures amyloïdes, et que cela peut potentiellement affecter notre coagulation sanguine. Nous pensons que cette découverte est importante pour de nombreux domaines de recherche, et nous espérons que d’autres les chercheurs examineront les questions qu’elle soulève », déclare Sofie Nyström, professeure associée à l’IFM et autre auteur de l’étude.
La recherche a été financée par le Conseil suédois de la recherche.