Grâce à des mutations avantageuses pouvant survenir au niveau de la protéine de pointe du virus, des tests ont montré que l’émergence de plusieurs nouvelles variantes du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) peut aider le virus à infecter plus efficacement les cellules hôtes humaines.
Malgré diverses mesures d’atténuation, la pandémie de coronavirus 2019 (COVID-19) se poursuit, avec plus de 138,7 millions de personnes infectées et plus de 3 millions de décès.
La recherche pour comprendre la pathogenèse virale, l’administration de vaccins à grande échelle et le développement d’agents thérapeutiques efficaces ont aidé à faire face à la crise mondiale. Cependant, toutes ces mesures se sont accompagnées de l’émergence de nouvelles variantes, qui peuvent faire pencher la balance vers des conditions plus graves pour beaucoup.
L’augmentation de l’immunité virale au niveau de la population due à l’infection par le SRAS-CoV-2, à la vaccination ou à l’immunisation passive via les nAbs (anticorps neutralisants) se traduit par une pression de sélection plus forte sur le virus du SRAS-CoV-2. C’est la cause de l’émergence de nouvelles variantes qui ont montré la capacité d’échapper aux réponses immunitaires.
Des études informatiques et expérimentales peuvent ainsi se concentrer sur la compréhension de ces mécanismes de fuite dans l’infection virale SRAS-CoV-2 et sur la mise en place d’une surveillance immunitaire contre le SRAS-CoV-2 de la population mondiale pour suivre et éventuellement limiter la propagation de variants potentiellement échappants.
Deux chercheurs de l’Université Libre de Bruxelles en Belgique, Fabrizio Pucci et Marianne Rooman, ont récemment construit un modèle de calcul simplifié, appelé SpikePro, pour prédire l’aptitude du SRAS-CoV-2 à partir de la séquence d’acides aminés et de la structure de la protéine de pointe. Cette étude se concentre sur la stabilité de la protéine de pointe et l’affinité de liaison avec le récepteur hôte. Une pré-impression décrivant les détails de ce modèle est disponible pour lecture complète sur le bioRvix* serveur.
SpikePro est un programme facile à utiliser qui identifie avec une bonne précision et en quelques secondes. Il est disponible gratuitement dans le référentiel GitHub www.github.com/3BioCompBio/SpikeProSARS-CoV-2.
En utilisant ce modèle, les chercheurs ont rapporté trois contributions: 1) la transmissibilité virale prédite à partir de la stabilité de la protéine de pointe, 2) l’infectivité calculée en termes d’affinité de la protéine de pointe pour le récepteur de la cellule hôte ACE2, et 3) la capacité du virus pour échapper à la réponse immunitaire humaine basée sur l’affinité de liaison de la protéine de pointe pour un ensemble d’anticorps neutralisants.
En effet, même si le SRAS-CoV-2 a un taux de mutation modéré par rapport aux autres virus à ARN en raison de sa réplication plus précise, le suivi de la dynamique virale dans l’immense espace des combinaisons de variantes possibles (y compris également les délétions et les insertions) sous l’influence de l’immunité humaine rend les prédictions très difficiles. »
Les chercheurs ont démontré que le modèle SpikePro reproduit bien les données expérimentales, épidémiologiques et cliniques disponibles sur l’impact des variants sur les caractéristiques biophysiques du virus.
Que la validation soit effectuée sur des données de mutagenèse à grande échelle, des cocktails nAb ou des sérums humains polyclonaux, 367 si la comparaison porte sur l’aptitude de la protéine de pointe, du complexe protéine de pointe / ACE2, ou d’une série 368 de complexes protéine de pointe / nAb , les résultats sont très bons avec des coefficients de corrélation compris entre 0,3 et 0,5. »
Pour élaborer, ils ont montré qu’il pouvait identifier les souches virales en circulation qui sont récemment devenues dominantes au niveau de la population. Ces souches virales ont amélioré leur aptitude. Étant donné que le SpikePro identifie les nouvelles variantes du SRAS-CoV-2 à haute condition physique, qui doivent être étroitement surveillées par les agences de santé, ce modèle a un rôle central à jouer dans les programmes de surveillance génomique des nouvelles souches de SRAS-CoV-2. Surtout à l’avenir, avec le nombre croissant de personnes vaccinées et créant ainsi une pression sélective plus importante sur le virus, SpikePro serait très utile.
En outre, les chercheurs ont souligné que le modèle SpikePro (en plus de pouvoir reproduire les résultats connus) prédit, décrit et interprète réellement l’effet de nouvelles variantes de protéines de pointe qui se fixent dans la future évolution du SRAS-CoV-2. En utilisant les prédicteurs bien connus basés sur la structure PoPMuSiC et BeAtMuSiC 376, les chercheurs y parviennent par la description physique de la forme physique en termes de contributions d’énergie libre.
Dans l’article, les chercheurs ont également discuté des limites de l’étude: certaines approximations ont été faites dans le processus de construction, sans tenir compte des suppressions ou insertions d’acides aminés possibles dans la protéine de pointe. Les effets épistatiques ont également été laissés de côté et non étendus à d’autres protéines du virus SRAS-CoV-2, telles que la protéine non structurelle 1 (Nsp1), qui contribue également à l’évasion immunitaire.
Considérer une combinaison pondérée de 386 effets des variants de RBD sur tous les nAb en fonction de différents facteurs tels que le temps et le statut vaccinal améliorerait encore notre méthode en imitant la réponse immunitaire et son évolution temporelle. »
Dans cette étude, les chercheurs ont développé et validé SpikePro: un modèle de calcul simple qui prédit l’impact des variantes de protéines de pointe sur la forme physique du SRAS-CoV-2 et, plus spécifiquement, sur la transmissibilité virale, l’infectivité et la capacité à échapper au système immunitaire de l’hôte. .
Le duo de chercheurs a affirmé que SpikePro est un instrument utile pour la surveillance génomique du virus SARS-CoV-2. Il prédit de manière rapide et précise l’émergence de nouvelles souches virales et leur dangerosité, écrivent-ils.
*Avis important
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