Le nouveau coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), qui a été détecté pour la première fois en décembre 2019 à Wuhan, en Chine, est l’agent causal de la pandémie actuelle de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19). Il s’agit du troisième cas documenté ce siècle d’un coronavirus animal se répandant chez l’homme et entraînant une épidémie majeure.
Le potentiel de contamination de la peau humaine par les virions du SRAS-CoV-2 peut jouer un rôle clé dans la transmission des virus respiratoires, mais on sait peu de choses sur les processus physico-chimiques régissant les interactions virus-peau.
Sommaire
Mode de transmission des coronavirus respiratoires
La transmission de virus respiratoires comme le SRAS-CoV-2 implique généralement la libération d’aérosols et de gouttelettes contenant des virus par les personnes infectées lorsqu’elles toussent, éternuent, respirent ou parlent. Ceux-ci peuvent alors infecter d’autres via des mécanismes directs (par exemple, l’inhalation d’aérosols) ou des mécanismes indirects (par exemple, le contact avec les gouttelettes contenant le virus déposées sur les matériaux). La réaérosolisation après dépôt, comme le fait de secouer une couverture contaminée, est un autre moyen de transmission indirecte.
Le mécanisme de transmission indirecte a été documenté dans plusieurs études, et les interactions peau-virus humain jouent un rôle clé dans ce mécanisme. Certains facteurs clés à prendre en compte sont la force d’adhésion du virion à la peau humaine, l’hydratation du virion lors de l’adhésion et le fait qu’il conserve ou non son intégrité après l’adhésion. Actuellement, il y a un manque de compréhension des caractéristiques physico-chimiques de l’interaction entre les coronavirus et les différentes surfaces. Cependant, de nouvelles recherches ont été publiées sur le bioRxiv* serveur de préimpression qui documente les détails moléculaires de l’interaction entre la peau humaine et le SARS-CoV-2.
Une nouvelle étude
Le virus interagit avec l’environnement à l’aide de sa protéine de pointe (S) qui dépasse de son enveloppe. L’équipe de recherche a examiné des simulations de dynamique moléculaire atomistique des interactions entre S et la peau humaine. La peau humaine est, bien sûr, une surface complexe et, par conséquent, les scientifiques ont envisagé deux cas – (i) une peau propre sans poils ni glandes sébacées et (ii) une peau recouverte d’une couche grasse et cireuse (sébum).
Dans le premier cas, la surface exposée de la peau correspond à la couche la plus externe de l’épiderme, également appelée stratum corneum (SC). Les chercheurs ont étudié l’interaction du S avec les surfaces « peau grasse » et « peau propre ». Les scientifiques notent que les surfaces des deux types de peau ont des organisations moléculaires différentes (par exemple, la capacité de construire des liaisons hydrogène). Ils ont également envisagé des simulations de peau mouillée en plaçant une goutte d’eau sur chaque surface.
Dans l’ensemble, les chercheurs ont effectué quatre séries de simulations – des simulations de mouillage des deux modèles de peau et de leur interaction avec la protéine de pointe SARS-CoV-2. De plus, à titre de référence, une simulation de l’interaction de S avec une phosphatidylcholine (POPC) a également été réalisée. Pour reproduire la température physiologique de la peau, la température a été fixée à 305 K et le champ de force CHARMM36 a été utilisé, qui comprend le paramétrage des protéines, des lipides et des molécules organiques générales.
Principaux résultats
Les résultats de la simulation montrent des différences frappantes entre les deux types de peau. Dans le cas d’une peau propre, S adsorbe en gardant son grand axe presque parallèle à la surface lipidique. Cela aide à maximiser le contact entre la pointe et la surface de la couche cornée. Dans le cas d’une peau grasse, la protéine de pointe conserve son orientation perpendiculaire avec le domaine de liaison au récepteur (RBD) de l’hôte.
De plus, le cas de l’hydratation de la protéine de pointe est également différent dans les deux cas. Dans le cas d’une peau propre, les scientifiques ont observé un mouillage complet de la bicouche stratum corneum. Cela pourrait rivaliser avec la tendance de la protéine de pointe à rester hydratée, ce qui pourrait, à son tour, influencer l’orientation de S sur la couche cornée. Dans le cas d’une peau grasse, la protéine de pointe a été maintenue à l’intérieur d’une gouttelette d’hydratation qui s’est formée au sommet de la couche de sébum. Ces résultats démontrent qu’il y a un angle de contact beaucoup plus petit pour une goutte d’eau sur la couche cornée par rapport au sébum.
Les scientifiques ont observé une forte interaction du S avec les céramides dans le SC et les triglycérides dans le sébum. Le nombre de liaisons hydrogène entre S et les molécules de la peau est également beaucoup plus élevé dans le premier cas. Dans l’ensemble, les résultats impliquent que les interactions avec le sébum maintiendront l’intégrité du pic SARS-CoV-2 hydraté. Dans le cas d’une peau propre, une perturbation de l’intégrité du virus est possible.
Quelques limites
Dans cette étude, les scientifiques n’ont considéré que la sous-unité S1 de la glycoprotéine de pointe et non l’enveloppe virale entière. Cela peut avoir un impact sur le changement potentiel d’orientation de la protéine S et conduire à une rupture possible entre les sous-unités S1 et S2. Une deuxième limitation est l’omission de certains aspects de la peau du modèle, tels que la rugosité, la porosité, etc. Cependant, des recherches qui abordent ces limitations sont en cours.
*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.
