Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de préimpression, des chercheurs de l’Ohio State University et de la branche médicale de l’Université du Texas ont évalué les mécanismes sous-jacents impliqués dans la fusogénicité et l’entrée endosomale des sous-variants d’Omicron du coronavirus 2 (SARS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère.
De sérieuses inquiétudes ont été exprimées concernant la pandémie mondiale de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) en raison de la transmission rapide et de l’évasion immunitaire efficace affichées par les sous-variantes SARS-CoV-2 Omicron. Par rapport à la variante ancêtre D614G, ces nouvelles variantes présentent une fusogénicité réduite et une plus grande utilisation de la voie d’entrée endosomale. Cependant, les processus sous-jacents des manifestations altérées sont encore inconnus.
Étude : Déterminants et mécanismes de la faible fusogénicité et de l’entrée endosomale des sous-variants d’Omicron. Crédit d’image : Adao/Shutterstock
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont démontré que les mutations SARS-CoV-2 Omicron BA.1.1 sous-variant spike (S)-1 au C-terminal, à savoir H655Y et T547K, sont des régulateurs essentiels de la faible fusogénicité d’Omicron.
L’équipe a proposé que l’entrée endosomale de S1 puisse être affectée par des mutations à l’extrémité C-terminale ou à proximité du site de clivage de la furine de la protéine Omicron S. Avec la technique de pseudotypage lentiviral du virus de l’immunodéficience humaine (VIH) décrite précédemment, des mutations de réversion ciblées sur les résidus T547K, H655Y, N679K et P681H de la sous-variante Omicron BA.1.1 ont été réalisées et testées pour leurs effets sur l’entrée de BA.1.1 dans HEK293T-angiotensine-converting enzyme-2 (ACE-2), HEK293T-ACE2-transmembrane sérine protéase 2 (TMPRSS2) et cellules Calu-3. En parallèle, des mutations telles que H655Y, T547K, N679K et P681H qui sont apparues dans la construction ancestrale D614G ont également été testées pour l’entrée dans ces types de cellules.
Pour déterminer l’effet de ces mutants BA.1.1 sur l’entrée virale lorsque l’inhibiteur TMPRSS2 Camostat ou l’inhibiteur endosomal Cat L/B E64d est présent, l’équipe a utilisé des cellules HEK293T-ACE2-TMPRSS2, qui ont permis l’entrée par les voies endosomale et plasmique. .
La fonction de ces deux mutants, ainsi que N679K, P681H et BA.1.1 parental, concernant l’expression de S et la fusion membranaire médiée par S, a été évaluée. Cela a permis aux chercheurs de comprendre le processus sous-jacent par lequel les mutations T547K et H655Y affectent la préférence d’entrée BA.1.1. Les effets des mutants avancés ont été évalués simultanément. L’expression de surface de S dans les cellules HEK293T utilisées pour développer des lentivirus pseudotypés a été analysée par cytométrie en flux.
Par conséquent, l’équipe a prédit que la mutation H655Y contrôlait également les préférences d’entrée et la faible fusogénicité des autres variantes. Cette prédiction a été examinée à l’aide de la technique de pseudotypage lentiviral du VIH pour introduire la mutation de réversion H655Y dans les sous-variants d’Omicron, à savoir BA.1, BA.2, BA.2.12.1, BA.4/5 et BA.2.75. De plus, leurs effets sur l’entrée de ces sous-variants d’Omicron dans les cellules HEK293T-ACE2 et Calu-3 ont également été évalués.
Résultats
Les résultats de l’étude ont montré que par rapport à la variante SARS-CoV-2 Omicron BA.1.1, la mutation de réversion Y655H présentait une réduction significative de l’efficacité d’entrée dans les cellules HEK293T-ACE2-TMPRSS2 et HEK93T-ACE2. Cependant, l’équipe a noté une meilleure entrée de BA.1.1 dans les cellules Calu-3. Cette découverte suggère que H655Y est le changement le plus important dans BA.1.1 S qui différencie son entrée dans différents types de cellules. La mutation directe H655Y a montré une diminution de l’efficacité d’entrée dans les cellules Calu-3, alors qu’il y avait une augmentation de l’efficacité d’entrée dans les cellules 293T-ACE2 et 293T ACE2-TMPRSS2. Des résultats similaires ont également été rapportés pour la mutation BA.1.1 K547T ; cependant, l’effet sur l’entrée n’était pas aussi significatif que celui pour le mutant H655Y.
BA.1.1-Y655H a montré moins de sensibilité à E64d que BA.1.1. Comparé à D614G, BA.1.1 a montré une plus grande sensibilité au traitement par E64d mais une sensibilité significativement moindre au traitement par Camostat. De plus, BA.1.1-Y655H a démontré une sensibilité Camostat plus élevée que BA.1.1. De plus, le mutant direct D614G-H655Y a montré moins de sensibilité à Camostat et plus de sensibilité à E64d.
À l’exception du mutant de réversion K547T, qui présentait une expression de surface légèrement réduite, tous ces mutants de réversion étaient à peu près comparables en termes d’expression les uns aux autres et au BA.1.1 d’origine. D’autre part, tous les mutants directs étaient comparables en termes d’expression à D614G. L’équipe a observé que K679N et H681P n’avaient aucun impact, alors que K547T et Y655H augmentaient de manière significative la fusion cellule-cellule à médiation S. Étonnamment, deux autres mutations, N679K et P681H, ont augmenté la fusion médiée par D614G S, similaire à certaines études antérieures, tandis que les mutations directes H655Y et T547K ont légèrement diminué les syncytia induites par D614G S.
L’équipe a découvert que toute l’efficacité d’entrée affichée par les sous-variants d’Omicron dans les cellules HEK293T-ACE2 était significativement diminuée par la mutation de réversion Y655H. Cependant, leur entrée dans les cellules Calu-3 a été considérablement favorisée, même si la recrudescence des cellules Calu-3 était généralement modeste ou absente dans certains cas. L’équipe a également découvert que, comme BA.1.1, Y655H contribuait grandement au développement de syncytia à médiation S dans BA.1, BA.2, BA.2.12.1, BA.4/5 et BA.2.75.
De façon générale, les découvertes d’étude ont indiqué qu’il est essentiel de surveiller de près les mutations se produisant à la position 655 dans la protéine de la pointe SARS-CoV-2 des variantes existantes et futures. Les effets de la mutation H655Y sur le tropisme et la pathogénicité du virus doivent également être examinés in vivo, car toute réversion de la mutation pourrait soulever de nouvelles questions sur la trajectoire de la pandémie de COVID-19 alors que de nouvelles sous-variantes d’Omicron continuent d’évoluer.
*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 traités comme des informations établies.
