Dans une récente étude publiée dans la revue PNASles chercheurs ont démontré que l’occludine (OCLN) de la protéine de jonction serrée (TJ) est essentielle pour la transmission directe de cellule à cellule médiée par le pic (S) du coronavirus 2 (SRAS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère (S) à l’intérieur d’un hôte.
Étude : L’occludine de la protéine de jonction serrée est un facteur d’internalisation de l’infection par le SRAS-CoV-2 et intervient dans la transmission du virus de cellule à cellule. Crédit d’image : Naeblys/Shutterstock
Sommaire
Arrière-plan
La transmission virale par contact étroit de cellule à cellule diminue l’efficacité des médicaments antiviraux et aide les virus à échapper aux anticorps neutralisants (nAbs). Des études ont documenté que de nombreux virus humains, dont le SRAS-CoV-2, la grippe A et le virus respiratoire syncytial (VRS), utilisent ce mécanisme, des particules acellulaires ou les deux pour établir une infection et survivre à l’intérieur d’un hôte.
Des études antérieures ont également associé la formation de syncytia dans les tissus pulmonaires humains au SRAS-CoV-2. Dans le SRAS-CoV-2 et d’autres coronavirus (CoV), par exemple le syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS-CoV), la formation de syncytia contribue à l’augmentation de la transmission directe de cellule à cellule. Cependant, les facteurs hôtes impliqués dans ce processus et les mécanismes sous-jacents de la dissémination intercellulaire induite par la glycoprotéine S du SRAS-CoV-2 restent flous.
Les cellules épithéliales des voies respiratoires humaines ont des structures intercellulaires appelées TJ qui régulent le passage des ions et des petits solutés. Ils servent également de première barrière aux agents pathogènes. Les TJ contiennent la protéine OCLN, reconnue comme un facteur hôte vital pour l’entrée de plusieurs virus à l’intérieur d’un hôte humain, par exemple le rotavirus et le virus de l’hépatite C.
Étant donné que la fusion induite par le virus de cellules infectées par le virus avec des cellules voisines et la création de syncytia nécessitent de briser la barrière intercellulaire, les chercheurs ont émis l’hypothèse que les protéines TJ pourraient être impliquées dans la propagation du SRAS-CoV-2 via la transmission de cellule à cellule. .
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont examiné l’effet de l’infection par le SRAS-CoV-2 sur les protéines TJ, ce qui les a aidés à découvrir un rôle jusque-là inconnu de l’OCLN en tant que facteur d’internalisation de l’origine de l’hôte pour l’entrée du SRAS-CoV-2 et la cellule à cellule ultérieure. transmission cellulaire au sein des cellules hôtes. Ils ont utilisé des cellules Vero-E6 infectées par le virus de la stomatite vésiculeuse compétent pour la réplication (rVSV) exprimant la protéine fluorescente verte améliorée (eGFP) et le SARS-CoV-2 S (rVSV-eGFP-S), et alternativement, un recombinant SARS-CoV-2 exprimant le gène mNeonGreen pour déterminer la distribution de l’OCLN dans les cellules Vero-E6 infectées.
Western blot a confirmé que les infections par les deux recombinants altéraient l’expression de l’OCLN. En conséquence, les niveaux d’OCLN sont devenus indétectables 48 heures après l’infection (pi) dans les cellules Vero-E6 infectées. L’équipe a également confirmé ces résultats dans des cellules A549-hACE2 d’origine humaine et un modèle d’infection de hamster par le SARS-CoV-2.
Ensuite, l’équipe a déterminé si les cellules permissives, par exemple les cellules Vero-E6 et A549-hACE2, avaient également besoin d’OCLN pour l’établissement de l’infection par le SRAS-CoV-2. Ainsi, ils ont transfecté des cellules Vero-E6 avec deux petits ARN interférents (siARN) ciblés par l’OCLN, ce qui les a aidés à confirmer l’expression de l’OCLN à l’aide du test d’immunofluorescence (IFA) et de la réaction quantitative en chaîne de la transcriptase inverse-polymérase (RT-qPCR). De plus, les chercheurs ont effectué le test de co-immunoprécipitation (co-IP) pour visualiser l’interaction de l’OCLN avec la protéine SARS-CoV-2 S.
L’OCLN est une protéine transmembranaire avec quatre domaines hélicoïdaux, à savoir un domaine N-terminal intracellulaire, une longue queue cytoplasmique, également appelée C-terminal, deux boucles extracellulaires, EL1 et EL2 liées via une courte boucle intracellulaire. Ainsi, finalement, les chercheurs ont déterminé quel domaine OCLN était critique pour l’internalisation du SRAS-CoV-2 et la transmission de cellule à cellule.
À cette fin, l’équipe a construit quatre constructions de délétion OCLN, à savoir hOCLN/ΔC, hOCLN/ΔE1, hOCLN/ΔE2 et hOCLN/ΔN, et les a transfectées dans la lignée cellulaire OCLN KO Vero-E6. Ensuite, ils ont confirmé l’expression de chacun en utilisant Western blot et IFA.
Résultats
L’étude a souligné que l’OCLN, un facteur hôte, a assuré l’internalisation du SRAS-CoV-2 et la transmission ultérieure de cellule à cellule. Ainsi, son renversement a diminué la propagation du SRAS-CoV-2, tandis que sa surexpression l’a favorisé dans des expériences avec des rVSV exprimant des protéines S de plusieurs variants du SRAS-CoV-2. In vitro et in vivo L’infection par le SRAS-CoV-2 a nettement diminué et finalement complètement détruit l’OCLN.
Tous les rVSV exprimant les protéines S des variants SARS-CoV-2 Delta, Beta et Kappa ont présenté une transmission de cellule à cellule améliorée par rapport à la souche WA-1. Les variantes Gamma et Alpha ont montré des capacités comparables à conduire la formation de syncytium comme la souche WA-1. Curieusement, Omicron a montré une capacité nettement décimée à former des syncytia dans les cellules A549-hACE2 par rapport aux autres variantes du SRAS-CoV-2 et WA-1, indiquant qu’Omicron a une capacité limitée à se propager de cellule à cellule en utilisant la voie endocytaire. Cette observation justifie également pourquoi les sous-lignées Omicron BA.1/BA.2 déclenchent des symptômes cliniques triviaux que WA-1 et d’autres variantes du SRAS-CoV-2.
De plus, les expériences d’étude ont proposé que l’infection SARS-CoV-2 ait seulement dégradé l’OCLN mais ait eu l’impact minimal sur d’autres protéines de TJ, par exemple, Claudin-1. Les futures études devraient étudier les mécanismes sous-jacents aux mécanismes de la régulation à la baisse induite par le SRAS-CoV-2 de la synthèse et de la stabilité de la protéine OCLN dans les TJ. Dans les cellules permissives du SRAS-CoV-2, l’inactivation de l’OCLN n’a pas eu d’impact sur l’expression de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2), mais a nettement réduit l’infection virale, en particulier pendant l’étape d’internalisation et la réplication virale ultérieure. À l’inverse, sa surexpression a considérablement amélioré l’internalisation et la réplication du SRAS-CoV-2, mais pas sa liaison. Ainsi, l’OCLN ne pouvait pas être considéré comme un récepteur ou un corécepteur pour l’entrée du SARS-CoV-2.
Les résultats de l’étude ont également révélé que la voie d’entrée endosomale était engagée dans la transmission intercellulaire du SRAS-CoV-2 médiée par l’OCLN. Enfin, le traitement à la trypsine a nettement favorisé la transmission de cellule à cellule du SRAS-CoV-2 et augmenté le rendement du virus dans les cellules hôtes, ce qui suggère que ce phénomène aide à préserver l’infectiosité et la transmissibilité virales plus que la transmission acellulaire.
conclusion
La présente étude a fourni des informations mécanistes sur l’entrée du SRAS-CoV-2 et sa propagation ultérieure à l’intérieur d’un hôte humain. Les chercheurs ont présenté une justification solide de la transmission de cellule à cellule pilotée par l’OCLN de WA-1 et de toutes les autres variantes du SRAS-CoV-2 examinées dans cette étude. En effet, l’OCLN est un facteur hôte crucial impliqué dans l’internalisation du SRAS-CoV-2 et la transmission virale ultérieure de cellule à cellule.
