Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur, les chercheurs ont utilisé la tomographie cryo-électronique cellulaire (cryo-ET) pour démontrer le rôle de la protéine de pointe (S) du coronavirus 2 (SRAS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère dans la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) sévère déclenchée coagulopathies.
Sommaire
Arrière plan
La thrombocytopénie, c’est-à-dire une faible numération plaquettaire, un infarctus du myocarde et des complications thrombotiques non vasculaires, sont toutes couramment observées chez les patients COVID-19. Dans de nombreux cas, les plaquettes isolées de patients atteints de COVID-19 présentent également des anomalies, telles qu’une hyperactivité et un comportement de propagation accru.
Une étude récente a suggéré l’implication de la thrombine et des facteurs tissulaires (TF) dans l’hyperactivation des plaquettes. Lorsqu’elles sont mélangées à la protéine SARS-CoV-2 S, les plaquettes isolées de donneurs sains ont montré une rétraction plus rapide du caillot dépendant de la thrombine. Dans certains cas, les plaquettes sont activées indépendamment de la thrombine avec une régulation positive des facteurs de signalisation.
De nombreuses théories ont raisonné sur les causes de ces anomalies. Pourtant, on ne sait pas si le SRAS-CoV-2 interagit directement avec les plaquettes, ou les cytokines, les anticorps antiphospholipides et d’autres cellules immunitaires médient les effets du SRAS-CoV-2.
De plus, la question de savoir si les plaquettes ont l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) à leur surface fait toujours l’objet d’un débat. Dans l’ensemble, toutes les études ultrastructurales et de patients reliant la gravité du SRAS-CoV-2 à l’impact de sa protéine S sur les plaquettes ont produit des informations fragmentées. On ne sait toujours pas ce qui cause la coagulation des plaquettes en présence de SARS-CoV-2.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont évalué l’effet direct de la protéine SARS-CoV-2 S sur la morphologie plaquettaire en utilisant l’imagerie en direct et la cryo-ET sous un fond de collagène de type I. Ils ont isolé 119 plaquettes de donneurs de sang humains anonymisés en bonne santé. L’équipe a effectué un essai immuno-enzymatique en sandwich en phase solide (ELISA) et un transfert Western pour tester le rôle de la protéine S dans l’activation des plaquettes. Dans le test ELISA, ils ont mesuré les taux de facteur plaquettaire 4 (PF4), qui marquaient la sécrétion de granules alpha, un biomarqueur de l’activation plaquettaire. L’équipe a utilisé des approches de moyenne de sous-tomogrammes pour analyser plus en détail les densités de protéines S à la surface de la membrane plaquettaire. Ils ont manuellement sélectionné, extrait et exploré les densités de huit tomographies.
Résultats de l’étude
Les plaquettes en forme de disque étaient prédominantes en l’absence de protéine S ; cependant, les plaquettes déformées semblaient allongées en leur présence. Outre un allongement important, les chercheurs ont également noté une propagation accrue des plaquettes en présence de protéine S. Ils ont trouvé une population de plaquettes de forme anormale ressemblant à une apparence proplaquettaire, indiquant un impact sur le processus de maturation des plaquettes dépendant du cytosquelette. Les plaquettes adhéraient parfois aux protéines de la matrice extracellulaire (ECM) ou à la poly-L-lysine, comme la fibronectine et le collagène I, sans protéine S. Les chercheurs ont émis l’hypothèse que les récepteurs de l’intégrine interviennent dans la liaison du SRAS-CoV-2 S. Ces récepteurs sur les plaquettes régissent la formation de filopodes cruciale pour l’activation des plaquettes. De plus, la protéine SARS-CoV-2 S contient une séquence arginine-glycine-acide aspartique (RGD) dans le domaine de liaison au récepteur (RBD), reconnue par un sous-type d’intégrine.
L’expérience d’inhibition de l’intégrine utilisant le cilengitide et in vitro des essais de liaison en phase solide ont soutenu cette hypothèse, soulevant la possibilité que la protéine S reconnaisse l’intégrine αvβ3. Cependant, la liaison de l’intégrine S observée était inférieure à celle de leurs ligands physiologiques. De plus, ils n’ont pas détecté la liaison de S à une intégrine plaquettaire, αIIbβ3. L’imagerie cryo-ET a montré des filopodes riches en actine à l’extrémité des plaquettes allongées. Sans prétention, il y avait une décoration dense de protéine S sur la surface des filopodes. Une analyse d’orientation a révélé que la protéine S lié la surface de la membrane plaquettaire à diverses distributions angulaires.
De plus, sur la base de la corrélation entre la liaison à la protéine S et la formation de filopodes, l’équipe a évalué les interactions entre les récepteurs de surface plaquettaire et la protéine S in vitro. Ils ont trouvé une interaction faible mais directe des récepteurs αvβ3 et α5β1 des ligands RGD résidant dans les plaquettes avec la protéine S mais pas avec l’intégrine αIIbβ3. Ensemble, ces résultats mettent en lumière le comportement anormal des plaquettes conduisant à des événements coagulopathiques et à une micro-thrombose causée par l’infection par le SRAS-CoV-2. Plusieurs acteurs procoagulants sont actifs lors de l’infection par le SRAS-CoV-2 et créent un environnement hypercoagulant. Par exemple, la formation de pièges extracellulaires de neutrophiles, la libération du facteur tissulaire 23 (TF23), l’élévation des taux de fibrinogène et la libération dérégulée de cytokines.
conclusion
Selon les auteurs, il s’agit de la première étude visualisant directement la liaison de la protéine S à la surface plaquettaire. La déformation des plaquettes n’a pas modifié complètement leur signalisation intracellulaire ou leur activation induite. Au lieu de cela, les plaquettes exposées à la protéine S avaient besoin de stimuli supplémentaires, tels que la fixation à une surface d’adhésion, pour être amorcées pour l’activation. Sur la base de cette observation, les chercheurs ont émis l’hypothèse que la liaison directe de la protéine S aux plaquettes et à d’autres facteurs de coagulation pourrait être responsable de leur activation synergique et irréversible conduisant à la coagulation sanguine.
*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.
