Interféron bêta contre la variante SARS-CoV-2 Delta

L’immunité naturelle joue un rôle essentiel pour nous protéger du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), l’agent pathogène responsable de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19).

Les interférons (IFN) constituent une partie importante du système de défense inné anti-viral. Pour établir une infection, le SARS-CoV-2 doit traverser ce mécanisme de défense des interférons.

Les motifs moléculaires des agents pathogènes viraux sont reconnus par des récepteurs de reconnaissance de motifs qui conduisent à l’activation de cascades de signaux. Cela provoque l’induction et la sécrétion d’IFN ainsi que d’autres cytokines pro-inflammatoires.

De plus, ces IFN sécrétés se lient à leurs récepteurs respectifs, ce qui conduit à l’induction et à l’expression de plusieurs gènes stimulés par les interférons (ISG).

Les interférons sont classés en trois types : les IFN humains de type I (incluant l’IFNα et l’IFNβ), les IFN de type II (incluant l’IFNγ) et l’IFN de type III (incluant l’IFNλ1-4).

En raison de l’adaptation continue du SRAS-CoV-2 à la population humaine, de multiples variantes préoccupantes (COV) sont apparues avec une infectiosité accrue et une sensibilité réduite aux mesures préventives ou thérapeutiques.

L’Organisation mondiale de la santé (OMS) a classé quatre variantes du SRAS-CoV-2 comme COV : B.1.1.7, B.1.351, P.1 et B.1.617.2. Ceux-ci sont également connus sous le nom de variantes alpha, bêta, gamma et delta, respectivement.

Comparaison de l’efficacité de réplication des variantes du SARS-CoV-2 préoccupantes avec l’isolat précoce du SARS-CoV-2

Dans une étude récemment publiée sur le bioRxiv* serveur de préimpression, les chercheurs ont étudié la différence d’efficacité de réplication ou de sensibilité IFN des quatre COV.

Étude : La variante Delta du SARS-CoV-2 maintient une sensibilité élevée aux interférons dans les cellules pulmonaires humaines. Crédit d’image: NIAID

Depuis la première séquence disponible de l’isolat Wuhan-Hu-1, des mutations ont été observées dans la glycoprotéine S, les protéines impliquées dans la réplication et l’échappement immunitaire inné de l’isolat SARS-CoV-2 à partir de février 2020 (NL-02-2020) et quatre Isolats de COV.

Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé la lignée cellulaire de cancer du poumon épithélial humain Calu-3 et ont découvert que, par rapport à l’isolat NL-02-2020, la variante Delta se répliquait avec une plus grande efficacité.

En outre, les variantes alpha et gamma du SARS-CoV-2 représentaient des phénotypes intermédiaires, tandis que la variante bêta du SARS-CoV-2 se répliquait avec une efficacité modérément réduite par rapport à NL-02-2020.

Les cellules épithéliales alvéolaires alvéolaires de type II (iAT2) dérivées d’iPSC constituent une partie importante des cellules épithéliales alvéolaires pulmonaires et sont considérées comme les principales cibles du SRAS-CoV-2 dans le poumon distal.

Les chercheurs ont observé que par rapport aux autres isolats du SARS-CoV-2, le variant bêta du SARS-CoV-2 se répliquait avec une efficacité modérément réduite dans les cellules iAT2.

Avec l’augmentation de la perte de cellules AT2 induite par le virus, la gravité de COVID-19 augmente également. Les résultats ont montré que la sensibilité de l’isolat NL-02-2020 était plus vis-à-vis de l’IFNβ, de l’IFNγ et de l’IFNλ1 que vis-à-vis de l’IFNα2 dans les cellules Calu-3.

En outre, il a été démontré qu’en présence de différentes concentrations d’IFN, la variante alpha du SRAS-CoV-2 présentait la plus haute résistance au traitement par IFN.

Différences d'acides aminés et cinétique de réplication du SARS-CoV-2 et des COV précoces. A, Représentation schématique de l'arrangement génomique et des protéines du SRAS-CoV-2 (en haut). Aperçu des échanges d'acides aminés spécifiques par rapport à la séquence Hu-1 de référence dans un isolat SARS-CoV-2 européen précoce de février 2020 (NL-02-2020), et quatre variantes préoccupantes dans l'ordre d'apparition : Beta (B. 1.351), Alpha (B.1.1.7), Gamma (P.1) et Delta (B.1.617.2) évalués par l'assemblage de séquençage de nouvelle génération du génome complet. B, L'ARN viral dans le surnageant des cellules Calu-3 infectées par les variantes indiquées du SRAS-CoV-2 a été quantifié par qRT-PCR aux moments indiqués après l'infection (MOI 0,05). Les valeurs CTRL de lavage au jour 0 ont été soustraites des données présentées dans le panneau. — Différences d’acides aminés et cinétique de réplication du SARS-CoV-2 et des COV précoces. A, Représentation schématique de l’arrangement génomique et des protéines du SRAS-CoV-2 (en haut). Aperçu des échanges d’acides aminés spécifiques par rapport à la séquence Hu-1 de référence dans un isolat SARS-CoV-2 européen précoce de février 2020 (NL-02-2020), et quatre variantes préoccupantes dans l’ordre d’apparition : Beta (B. 1.351), Alpha (B.1.1.7), Gamma (P.1) et Delta (B.1.617.2) évalués par l’assemblage de séquençage de nouvelle génération du génome complet. B, L’ARN viral dans le surnageant des cellules Calu-3 infectées par les variantes indiquées du SRAS-CoV-2 a été quantifié par qRT-PCR aux moments indiqués après l’infection (MOI 0,05). Les valeurs CTRL de lavage au jour 0 ont été soustraites des données présentées dans le panneau. n=3±SEM. C, Particules infectieuses du SRAS-CoV-2 dans le surnageant, correspondant au point de temps post-infection de 72 h indiqué en (B). n=3±SEM. D, L’ARN viral dans le surnageant des cellules iAT2 infectées par les variantes indiquées du SRAS-CoV-2 a été quantifié par qRT-PCR à 2 jours après l’infection (MOI 0,5) les valeurs de contrôle de lavage du jour 0 ont été soustraites des données affichées dans le panneau. n=3±SEM.

La variante delta du SRAS-CoV-2 était au moins aussi sensible au traitement par IFN que l’isolat NL-02-2020.

De plus, par rapport aux cellules Calu-3, l’IFN de type II était moins efficace contre le SRAS-CoV-2 dans les cellules iAT2. La variante alpha du SARS-CoV-2 était la moins vulnérable aux IFN, et les variantes alpha, bêta et gamma du SARS-CoV-2 montrent une résistance plus élevée contre l’IFN de type III. La variante delta du SARS-CoV-2 reste aussi sensible aux IFN que les isolats du SARS-CoV-2 du début de 2020.

« La variante Alpha montre une sensibilité réduite aux IFN. »

Les résultats pourraient aider à améliorer les thérapies IFN contre le SRAS-CoV-2 delta COV

L’émergence des COV du SRAS-CoV-2 pourrait être attribuée à diverses caractéristiques telles que l’efficacité de la réplication, l’efficacité de l’évasion immunitaire et l’infectivité des virions.

La combinaison de la résistance à l’IFN de la variante Alpha et de la capacité de réplication accrue de la variante Delta pose un risque accru d’émergence d’un nouveau COV qui peut être plus nocif que les COV existants.

La suppression dans Nsp6 s’est avérée être un trait commun parmi les COV alpha et gamma du SARS-CoV-2 avec une sensibilité réduite à l’IFN de type III.

Sensibilité aux interférons du NL-02-2020 et des COV. A, La quantité normalisée d'ARN viral dans le surnageant de cellules Calu-3 infectées par les variantes indiquées du SRAS-CoV-2 a été quantifiée par qRT-PCR 72h après l'infection (MOI 0,05, aucun IFN défini à 100 %). Les cellules ont été infectées 3 jours après le traitement avec les IFN indiqués (α2, β et γ 0,5, 5, 50 et 500 U/ml) ou IFNλ1 (0,1, 1, 10 et 100 ng/ml). — Sensibilité aux interférons du NL-02-2020 et des COV. A, La quantité normalisée d’ARN viral dans le surnageant de cellules Calu-3 infectées par les variantes indiquées du SRAS-CoV-2 a été quantifiée par qRT-PCR 72h après l’infection (MOI 0,05, aucun IFN défini à 100 %). Les cellules ont été infectées 3 jours après le traitement avec les IFN indiqués (α2, β et γ 0,5, 5, 50 et 500 U/ml) ou IFNλ1 (0,1, 1, 10 et 100 ng/ml). n=2±SEM. B, Aire sous la courbe d’analyse des données en (A) représentant la réplication des variants en présence d’IFN. Les lignes rouges indiquent la moyenne sur tous les IFN pour une variante. C, Heatmap affichant des différences dans la réplication virale (aire sous l’analyse de la courbe) des COV par rapport à la variante NL-02-2020 lors du traitement IFN des cellules Calu-3. Rouge, réplication accrue, vert, réplication réduite par rapport à la réplication de NL-02-2020. Données de (A). D, Quantité normalisée d’ARN viral dans le surnageant de cellules iAT2 infectées par les variantes du SRAS-CoV-2 indiquées, telles que quantifiées par qRT-PCR à 48h après l’infection (MOI 0,5, pas d’IFN défini à 100 %). Les cellules ont été infectées pendant 2 jours après le traitement avec les IFN indiqués (α2, β et : 5, 50 et 500 U/ml) ou IFNλ1 (1, 10 et 100 ng/ml). n=4±SEM. E, Pourcentage d’ARN viral dans le surnageant des cellules iAT2 en tant que fraction entre les non-traités et les IFN traités (500 UI/mL ou 100 ng/mL). données de (D). Les lignes rouges indiquent la moyenne sur tous les IFN pour une variante. F, Heatmap affichant des différences de pli dans la réplication virale des COV dans les cellules iAT2 par rapport à la variante NL-02-2020 (définie sur 1) lors du traitement avec l’IFN (500 UI/mL ou 100 ng/mL). Rouge, réplication augmentée, vert, réplication diminuée par rapport à NL-02-2020. Données de (D).

Les résultats de l’étude montrent que l’IFNβ et l’IFNλ1 inhibent efficacement la variante delta du SRAS-CoV-2 dans les cellules épithéliales alvéolaires humaines de type II. Cela peut aider à améliorer les thérapies à base d’IFN contre le COV delta actuellement dominant du SRAS-CoV-2.

« Des études supplémentaires sur les déterminants moléculaires de la sensibilité réduite à l’IFN et l’amélioration de l’évasion immunitaire innée des variantes émergentes du SRAS-CoV-2 sont hautement justifiées. »

*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.