Le coronavirus-2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) est un nouveau coronavirus qui a causé des infections et des décès chez des millions de personnes dans le monde depuis son émergence à Wuhan, en Chine, fin décembre 2019.
Le SRAS-CoV-2 affecte non seulement les humains, mais aussi les chats, les chiens, les furets, les hamsters et les primates non humains. On a même découvert que le virus affectait les visons, et des cas de transmission inter-espèces de vison à humain ont été signalés.
« La glycoprotéine de pointe (S) du SRAS-CoV-2 est le principal déterminant du tropisme et de la susceptibilité de l’hôte, et la principale cible des réponses en anticorps », explique l’équipe.
Par conséquent, l’émergence de mutations adaptatives dans la protéine de pointe a un effet important sur le tropisme de l’hôte et la transmission virale.
La protéine de pointe comprend deux sous-unités : la sous-unité S1 ayant le domaine de liaison au récepteur (RBD) qui l’aide à se lier à l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2), qui est présente à la surface cellulaire de l’hôte, et la sous-unité S2 qui aide à la fusion de la membrane cellulaire et de la membrane virale.
« Pour fusionner avec la cellule hôte, la protéine S doit être clivée par des protéases cellulaires aux sites S1/S2 et S2′ », explique l’équipe.
Le site S1/S2 est constitué d’un motif furine multibasique qui peut subir une transformation par les protéases furine ou par les protéases sérine transmembranaires.
Depuis 2019, plusieurs lignées SARS-CoV-2 appelées variantes préoccupantes (VOC) ont émergé qui ont augmenté la transmissibilité du virus. Ces variantes sont principalement dues à des mutations de la protéine de pointe.
Dans cette étude, les chercheurs ont caractérisé les polymorphismes de pointe du SARS-CoV-2 à la fois in vitro et in vivo afin de comprendre la pathogénicité, la transmissibilité et la fitness virales.
Une version pré-imprimée du document de recherche est disponible sur le site bioRxiv* serveur, tandis que l’article est soumis à une évaluation par les pairs.
Sommaire
Comment naissent les variantes ?
Les variantes du SRAS-CoV-2 sont apparues en raison de plusieurs mutations de la protéine de pointe. Le premier mutant qui est devenu dominant en mars 2020 était S: 655Y, à la suite duquel de nombreux autres polymorphismes sont apparus fin 2020.
« La substitution N501Y a évolué de manière convergente dans les premiers COV émergents des variantes Alpha (B.1.1.7), Beta (B.1.351) et Gamma (P.1) et a été associée à une affinité de pointe améliorée pour le récepteur cellulaire ACE2 », dit l’équipe.
Ces mutations étaient localisées dans le motif de liaison au récepteur (RBM) du RBD et ont conduit à la diminution des réponses d’anticorps neutralisants provoquées par le virus.
« De même, les variantes ultérieures du SARS-CoV-2 Kappa (B.1.617.1) et Delta (B.1.617.2) ont également montré une sensibilité considérablement réduite aux sérums convalescents et immuns », ajoute l’équipe.
En quoi consistait l’étude ?
L’étude a été réalisée en utilisant la lignée cellulaire de singe vert africain, la lignée cellulaire humaine, les hamsters et les visons. Les échantillons viraux ont été collectés à partir d’écouvillons nasopharyngés humains collectés en mars 2020 et février 2021. Des variantes du SRAS-CoV-2 ont été obtenues auprès de différents laboratoires.
Ensuite, les cultures cellulaires, ainsi que les hamsters et les visons, ont été infectés, et le titre viral a également été calculé en utilisant le test de plaque. La transcription inverse-amplification en chaîne par polymérase quantitative (RT-qPCR) a été réalisée pour quantifier le niveau d’ARN du SRAS-CoV-2 présent après l’infection.
Afin de déterminer quelles mutations sont principalement présentes sur le site de clivage de la furine du SRAS-CoV-2, la spectrométrie de masse a été utilisée. Un alignement de séquences multiples a également été effectué avec les variantes vison et humaine pour identifier et comparer les mutations de pointe qu’elles contiennent. Dans le cas des hamsters, la fréquence des variantes a été déterminée en utilisant la méthode de séquençage Oxford Nanopore.
Qu’est-ce que l’étude a trouvé?
Les résultats ont montré que le variant H655Y avait un avantage de croissance dans les lignées cellulaires humaines et de singe. Par conséquent, il peut être confirmé que la mutation S:655Y à elle seule a conduit à une croissance améliorée et à une réplication plus élevée. De plus, il a également été observé dans le modèle hamster que l’efficacité du 655Y était bien supérieure à celle de ses ancêtres.
En ce qui concerne le site de clivage de la furine, des quantités plus élevées de clivage sur ce site ont été trouvées dans le cas des variants alpha, delta et kappa. Bien que le variant bêta ne contienne pas de changement dans le site de clivage de la furine, il contient plutôt un changement dans le résidu 701.
Qu’ont conclu les auteurs ?
Les auteurs ont conclu que le polymorphisme du pic 655Y était une cause importante de la transmission et de l’infection du SRAS-CoV-2.
« La sélection et la fréquence croissante de S: 655Y dans la population humaine et suite à l’infection par le SRAS-CoV-2 de différents modèles animaux tels que les chats, les souris et les visons suggèrent que cette mutation est associée à une amélioration de la forme virale et de l’adaptation à divers hôtes par un clivage accru de la protéine de pointe », a ajouté l’équipe.
*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.
