Un groupe de recherche du Scripps Research Institute de Jupiter, aux États-Unis, a montré que l'hydroxychloroquine n'interfère que dans l'une des deux voies quelque peu redondantes qui activent la protéine de pointe du coronavirus 2 (SRAS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère (protéine S) pour médier le processus infectieux. Leur article est actuellement disponible sur le bioRxiv * serveur de pré-impression.
Figure 1. La fusion SARS-CoV-1 et SARS-CoV-2 peut être activée par l'une ou les deux voies.
La maladie à coronavirus (COVID-19) représente une infection virale hautement pathogène causée par le SRAS-CoV-2 et un problème de santé mondial permanent. Très rapidement après le début de la pandémie, le concept de réutilisation des médicaments est entré sous les projecteurs scientifiques.
La chloroquine et l'hydroxychloroquine ont été parmi les premiers candidats, car elles ont montré la propension à prévenir l'infection virale dans les cultures cellulaires. Néanmoins, les essais cliniques humains n'ont pas trouvé d'amélioration significative chez les patients traités par COVID-19. Une telle différence prononcée entre in vitro et in vivo les essais intriguent toujours les chercheurs.
Peut-être que la réponse réside dans la physiopathologie virale. Après que le SRAS-CoV-2 se lie au récepteur cellulaire ACE2 (enzyme de conversion de l'angiotensine 2), une enzyme endopeptidase lysosomale connue sous le nom de cathepsine L peut cliver sa protéine S, activant la fusion membranaire pour une entrée cellulaire ultérieure.
De même, la protéase TMPRSS2 associée à la membrane plasmique peut également cliver la protéine S susmentionnée et activer l'entrée virale à la surface cellulaire. Le même processus est observé dans le SRAS-CoV-1, qui est la cause de l'épidémie initiale de SRAS en 2002 et 2003.
En outre, les cellules humaines qui expriment à la fois ACE2 et TMPRSS2 sont présentes dans plusieurs tissus, qui comprennent les poumons, la muqueuse nasale, la muqueuse buccale, l'iléon, le côlon et les cellules épithéliales du myocarde.
Dans cette étude, les chercheurs du département d'immunologie et de microbiologie du Scripps Research Institute de Jupiter, aux États-Unis, ont évalué l'infectivité de la protéine S du SRAS-CoV-1 et du SRAS-CoV-2 sur des cellules en présence et en l'absence de TMPRSS2 .
Sommaire
Systèmes cellulaires et pseudovirus
Pour déterminer les protéases précises impliquées dans l'activation de la protéolyse du SRAS-CoV-2-S, les chercheurs ont interrogé un panel d'inhibiteurs de cystéine protéase dans le système cellulaire HEK293T-ACE2.
Compte tenu de ce dernier, la lignée cellulaire HEK293T exprimant l'ACE2 humaine a été créée par transduction avec des virus de la leucémie murine (MLV) pseudotypés à la protéine G du virus de la stomatite vésiculaire (VSV).
De plus, les pseudovirus ont été enrichis avec une variante de pointe ou de protéines d'enveloppe. En d'autres termes, ces pseudovirions portaient des protéines SARS-CoV-1 ou SARS-CoV-2 S, et 48 heures après l'infection, les cellules dans lesquelles ils sont entrés ont été lysées dans des puits et soumises à des dosages de luminescence spécifiques.
Enfin, pour confirmer si l'activité du TMPRSS2 masque l'effet antiviral de l'hydroxychloroquine sur le SRAS-CoV-1 et le SRAS-CoV-2, ces chercheurs ont également exploré si la suppression du TMPRSS2 pouvait sauver l'efficacité antivirale du médicament.
SARS-CoV-2 plus sensible au TMPRSS2 que SARS-CoV-1
«Dans cette étude, nous présentons plusieurs éléments de preuve que le SRAS-CoV-2 est plus sensible à la présence de TMPRSS2 que le SRAS-CoV-1», disent les auteurs de l'étude. « Cette différence peut être largement expliquée par la présence d'un site de clivage de la furine dans la protéine SARS-CoV-2 S », ajoutent-ils.
Les auteurs ont également montré que l'expression de TMPRSS2 surmonte l'effet antiviral de l'hydroxychloroquine, fournissant une explication mécaniste de sa faible efficacité thérapeutique contre le SRAS-CoV-2 – malgré des résultats de culture cellulaire quelque peu encourageants.
Les données indiquent clairement qu'en l'absence de TMPRSS2, le SARS-CoV-2 utilise la cathepsine L beaucoup moins efficacement que le SARS-CoV-1. Cette différence peut s'expliquer par l'instabilité relative de la protéine SARS-CoV-2 S de type sauvage.
Implications du traitement
« La plus grande dépendance du SRAS-CoV-2 à TMPRSS2 a une implication immédiate pour le traitement du COVID-19 », les auteurs de l'étude soulignent l'importance de leurs découvertes dans ce récent bioRxiv papier.
Plus spécifiquement, cela implique que les inhibiteurs de l'acidification endosomale peuvent avoir moins d'impact sur le SARS-CoV-2 en présence de TMPRSS2. TMPRSS2 aide à contourner l'inhibition médiée par l'hydroxychloroquine de l'infection par le pseudovirus du SRAS-2.
Comme la majorité des cellules cibles physiologiquement pertinentes dans le corps humain expriment le TMPRSS2 (y compris les cellules épithéliales nasales ciliées et les cellules pulmonaires de type II), la puissante inhibition du SARS-CoV-2 par l'hydroxychloroquine dans les cellules Vero E6 (où TMPRSS2 est largement absent) surestimée sa puissance de 10 à 40 fois.
Cependant, nos résultats suggèrent qu'une certaine efficacité de l'hydroxychloroquine pourrait être rétablie si le TMPRSS2 est inhibé par le camostat (c'est-à-dire un inhibiteur de sérine protéase), une observation directement pertinente pour les essais cliniques « ,
Dans tous les cas, cette étude montre que l'inhibition à la fois de TMPRSS2 et de la cathepsine L peut être nécessaire pour bloquer complètement l'entrée virale dans les cellules qui expriment les deux protéases. D'autres études seront nécessaires pour corroborer ces résultats.
*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, guider la pratique clinique / le comportement lié à la santé ou être traités comme des informations établies.
