Les virus sont essentiellement des parasites qui dépendent de la machinerie des cellules hôtes pour soutenir leur entrée, leur réplication et la synthèse de la descendance virale à l’intérieur de la cellule. L’inhibition des facteurs hôtes nécessaires à l’invasion virale est donc une stratégie puissante dans le développement d’agents antiviraux. Compte tenu de la rareté des médicaments antiviraux efficaces pour lutter contre la pandémie actuelle de COVID-19, il s’agit d’une nécessité mondiale urgente.
De nombreux virus, y compris le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2) – l’agent causal de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) – détournent les mécanismes de synthèse des protéines de l’hôte afin de synthétiser et d’assembler leurs propres protéines virales. Par conséquent, les inhibiteurs de petites molécules de l’entrée des protéines virales dans le réticulum endoplasmique (RE) ont récemment attiré l’attention en tant qu’agents antiviraux potentiels à large spectre. Ces inhibiteurs réduisent la pathogénicité virale grâce à une double approche – 1. en inhibant directement la synthèse de protéines virales clés; et 2. en réduisant les niveaux de protéines de l’hôte qui inhibent l’infection virale.
Sommaire
Le rôle des protéines virales et hôtes dans l’infection et la pathogenèse du SRAS CoV-2
L’infection par le SRAS-CoV-2 implique la synthèse de 3 protéines structurelles majeures – les protéines de pointe (S), d’enveloppe (E) et de membrane (M) – dans le RE des cellules hôtes infectées avant l’assemblage des nouvelles particules virales. Ainsi, l’inhibition de la synthèse des protéines membranaires est une stratégie prometteuse pour réduire l’infectivité du SRAS-CoV-2 et d’autres pathogènes viraux similaires.
Dans le cas du SRAS-CoV-2, l’enzyme de conversion de l’angiotensine humaine 2 (ACE2) est l’un des récepteurs de cellules hôtes cruciaux pour l’entrée et l’invasion virales. Par conséquent, ACE2 est également un candidat potentiel pour une régulation à la baisse à l’aide d’inhibiteurs de petites molécules de l’entrée des ER.
Ipom-F bloque la translocation des trois cibles protéiques vitales pour l’infection par le SRAS-CoV-2
Récemment, une équipe de chercheurs de l’Université de Manchester, Royaume-Uni; Ball State University, Indiana, États-Unis; et l’Université du Maryland, aux États-Unis, ont montré que l’inhibiteur de petites molécules, l’ipomoeassin F (Ipom-F), bloque la translocation / insertion des trois protéines cibles pour l’infection par le SRAS-CoV-2. Leur étude est publiée sur le serveur de pré-impression, bioRxiv*.
Les chercheurs ont utilisé un in vitro système pour démontrer que Ipom-F inhibe la translocation / insertion membranaire ER médiée par Sec61 du pic SARS-CoV-2 et des protéines ORF8 et du récepteur de membrane plasmique de la cellule hôte, ACE2.
Ipom-F inhibe sélectivement la translocation membranaire ER des protéines du SRAS-CoV-2. (A) Schéma de l’essai d’importation ER in vitro dans lequel des microsomes pancréatiques canins sont utilisés comme source de membrane ER. Après la traduction, des protéines précurseurs radiomarquées entièrement transloquées ou insérées dans la membrane sont récupérées avec la fraction de membrane ER et analysées par SDS-PAGE et phosphorimagerie. L’identité des espèces N-glycosylées a été confirmée par un traitement avec l’endoglycosidase H (Endo H). (B) Précurseurs protéiques de l’enzyme de conversion de l’angiotensine humaine 2 (ACE2) et versions marquées OPG2 du SARS-CoV-2 ORF8 (ORF8-OPG2), pointe (S-OPG2), enveloppe (OPG2-E), membrane (M158 OPG2) et ORF6 (une version doublement étiquetée OPG2, OPG2-ORF6-OPG2, et deux formes étiquetées OPG2 isolément159, OPG2-ORF6 et ORF6-OPG2, avec leurs espèces de glycane N160 prédominantes respectives surlignées en gras) ont été synthétisées chez le lapin lysat de réticulocytes à perpétuité. Il est mis à disposition sous une licence internationale CC-BY-ND 4.0. preprint (qui n’a pas été certifié par un examen par les pairs) est l’auteur / bailleur de fonds, qui a accordé à bioRxiv une licence pour afficher la pré-impression en supplément avec des microsomes dérivés d’ER en l’absence ou en présence d’Ipom-F (voies 1 et 3). Les phosphorimages de produits associés à la membrane résolus par SDS-PAGE, ainsi que des contours de substrat représentatifs, sont présentés. La N-glycosylation a été utilisée comme une lecture pour l’efficacité de la translocation / insertion membranaire et les espèces N-glycosylées (X-Gly) versus non-N165 glycosylées (0Gly) ont été identifiées par traitement avec Endo H (voir piste 2). (C) L’efficacité relative de la translocation / insertion membranaire en présence d’Ipom-F a été calculée en utilisant le rapport de la protéine N-glycosylée à la protéine non glycosylée, par rapport au contrôle traité au DMSO (réglé à 100% d’efficacité). Les quantifications sont données comme des moyennes ± SEM pour des réactions de traduction indépendantes effectuées en triple (n = 3) et la signification statistique (les valeurs ANOVA, DF et F à 170 voies indiquées sur la figure) a été déterminée en utilisant le test de comparaisons multiples de Dunnett. La signification statistique est donnée par ns, non significatif> 0,1; ****, P <0,0001.
La sensibilité Ipom-F des protéines SARS-CoV-2 est due à leur dépendance au complexe de translocation Sec61
Les résultats de l’étude mettent en évidence l’utilité des inhibiteurs de translocation des protéines ER comme Ipom-F en tant que médicaments antiviraux à large spectre ciblant l’hôte. Les chercheurs ont montré que la base moléculaire clé de la sensibilité Ipom-F des protéines SARS-CoV-2 est leur dépendance au complexe de translocation Sec61. Dans l’ensemble, ce in vitro Une étude suggère que l’Ipom-F est un candidat puissant pour le développement d’agents antiviraux capables d’inhiber la synthèse des protéines SARS-CoV-2.
«Nous concluons que les inhibiteurs sélectifs de la translocation des protéines Sec61 comme Ipom-F sont prometteurs comme antiviraux à large spectre qui peuvent exercer un effet thérapeutique en inhibant sélectivement la translocation ER des protéines virales et / ou hôtes qui sont cruciales pour l’infection virale et la propagation. «
Ipom-F est un puissant inhibiteur de la translocation des protéines médiée par Sec61 et est bien toléré chez la souris
En ce qui concerne le SARS-CoV-2, l’intégration de la protéine S et de son récepteur de cellule hôte, ACE2, dans la membrane ER est considérablement réduite par Ipom-F. De même, la translocation de la protéine ORF8 virale à travers la membrane ER est également significativement diminuée. La liaison de la protéine virale S à la cellule hôte ACE2 est une étape clé de l’infection par le SRAS-CoV-2, tandis que la protéine ORF8 peut protéger les cellules infectées contre les lymphocytes T cytotoxiques de l’hôte. Cela fait de toutes ces protéines des cibles thérapeutiques possibles.
Étant donné que l’Ipom-F a été identifié comme un puissant inhibiteur de la translocation des protéines médiée par Sec61 dans des modèles de culture cellulaire et semble être bien toléré chez la souris, les chercheurs proposent que davantage d’études devraient étudier les effets de l’Ipom-F sur le SRAS-CoV-2 entrée et propagation dans le futur.
«Prises ensemble, nos données établissent que, comme les protéines membranaires et sécrétoires humaines, la principale base moléculaire de la sensibilité Ipom-F des protéines SARS-CoV-2 ORF8 et S est leur dépendance à la translocation de protéines médiée par Sec61 dans et à travers la membrane ER, »
*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 / les comportements liés à la santé ou être traités comme des informations établies.
