Une récente iScience Une étude de journal rapporte que la vimentine de surface cellulaire fonctionne comme un co-récepteur pour l’entrée du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) dans les cellules hôtes pour faciliter l’infection. Ainsi, le ciblage de la vimentine peut fournir une stratégie unique pour prévenir la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19).
Étude: La vimentine est un co-récepteur ACE2 important pour le SRAS-COV-2 dans les cellules épithéliales. Crédit d’image : Design_Cells / Shutterstock.com
Arrière plan
L’émergence et la propagation rapide du SRAS-CoV-2 ont eu un impact significatif sur la santé et l’économie mondiales. Au 2 novembre 2022, le SRAS-CoV-2 avait infecté plus de 636 millions de personnes dans le monde et fait plus de 6,59 millions de morts.
L’entrée du SRAS-CoV-2, qui est un virus à acide ribonucléique (ARN) enveloppé simple brin), dans les cellules hôtes est un facteur clé de son infectiosité et de la pathogenèse de la maladie. À cette fin, le SRAS-CoV-2 s’appuie principalement sur son domaine de liaison au récepteur (RBD) dans la protéine de pointe pour se lier au récepteur de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) de surface cellulaire pour la fixation virale. Cela permet ensuite au virus de pénétrer dans les endosomes et de fusionner avec les membranes lysosomales de l’hôte.
Bien que le COVID-19 provoque principalement des symptômes respiratoires, l’ACE2 est peu exprimé dans les voies respiratoires. Cela suggère que des cofacteurs supplémentaires peuvent compenser et activer les interactions entre la protéine de pointe et le récepteur de l’hôte.
La vimentine est une protéine cytosquelettique de filament intermédiaire de type III exprimée à l’intérieur et à la surface de divers types, notamment les fibroblastes, les cellules endothéliales, les macrophages, les mélanocytes, les cellules de Schwann et les lymphocytes. Plus récemment, des chercheurs ont rapporté que la vimentine semble interagir avec la protéine de pointe SARS-CoV-2.
À propos de l’étude
Dans l’étude actuelle, les chercheurs ont utilisé une variété de lignées cellulaires épithéliales, y compris Vero E6, des cellules épithéliales du côlon humain (Caco-2) et des cellules épithéliales basales alvéolaires humaines (A549), pour déterminer l’expression d’ACE2, TMPRSS288 et de la vimentine. . Dans l’étape suivante, les chercheurs ont évalué si les niveaux d’expression de la vimentine et de l’ACE2 dans les cellules Vero E6, Caco-2 et A549 étaient liés à l’entrée du SRAS-CoV-2 dans les cellules.
Les chercheurs ont également examiné si l’infection virale altérait l’expression de la vimentine à la surface des cellules. À l’aide d’une analyse Western blot après une infection par le SRAS-CoV-2, la vimentine dans le surnageant cellulaire a été évaluée pour sa co-localisation avec le SRAS-CoV-2.
La vimentine a également été évaluée pour sa capacité à inhiber l’infection virale en prétraitant les cellules pendant 30 minutes avec de la withaférine A (WFA), qui est une lactone stéroïdienne qui se lie et provoque l’agrégation de la vimentine. in vitro. Un test quantitatif de réaction en chaîne par polymérase (qPCR) a été utilisé pour quantifier l’agrégation de la vimentine, tandis que l’immunofluorescence et la microscopie confocale ont fourni la visualisation de ce processus.
Résultats de l’étude
Les cellules épithéliales se sont avérées exprimer des quantités variables de vimentine et d’ACE2. Les cellules Vero E6, par exemple, exprimaient des niveaux plus élevés d’ACE2 par rapport aux cellules Caco-2 et A549. Inversement, les cellules Vero E6 et Caco-2 ont exprimé des niveaux similaires de TMPRSS2 qui étaient significativement plus élevés que l’expression de cette protéine de surface cellulaire dans les cellules A549.
La vimentine a été exprimée à des niveaux très faibles dans les cellules Caco-2 par rapport aux cellules Vero E6 et A549. Notamment, les cellules Vero E6 présentaient un niveau plus élevé d’expression de la vimentine par rapport aux cellules A549 ; cependant, l’expression de la surface cellulaire de la vimentine était la plus élevée dans les cellules A549.
Après l’infection par le SRAS-CoV-2, l’absorption virale dans les niveaux de Vero E6 était la plus élevée entre dix minutes et deux heures. Bien que l’absorption du SRAS-CoV-2 ait été tout aussi élevée dans les cellules Caco-2 à dix minutes, ces niveaux n’ont pas augmenté en deux heures. L’absorption du SRAS-CoV-2 était bien moindre dans les cellules A549.
Pris ensemble, ces résultats suggèrent que l’expression de la vimentine à la surface cellulaire peut favoriser l’absorption accrue du SRAS-CoV-2 dans les cellules Vero E6 par rapport aux autres lignées cellulaires épithéliales. Une analyse plus approfondie de l’infection par le SRAS-CoV-2 dans les cellules Vero E6 a révélé que l’expression de la vimentine augmentait à la surface des cellules après deux et trente minutes.
Pendant ce temps, il n’y avait aucune interaction entre la vimentine et l’ACE2 dans les cellules Vero E6 non infectées, indiquant ainsi que la vimentine peut fonctionner comme co-récepteur pour l’infection par le SRAS-CoV-2.
Le prétraitement avec WFA avant l’infection par le SRAS-CoV-2 dans les cellules Vero E6 n’a pas eu d’impact significatif sur la réplication virale dans les cellules. Ces résultats démontrent que bien que la vimentine favorise l’infection cellulaire par le SRAS-CoV-2, elle n’est pas essentielle à la réplication virale dans les cellules.
Néanmoins, le prétraitement avec WFA a réduit la mort cellulaire dans les cellules infectées par le SRAS-CoV-2, suggérant ainsi que l’inhibition de la vimentine peut réduire la probabilité de mort cellulaire induite par le virus. De plus, le prétraitement avec l’anti-vimentine a réduit l’expression de l’interleukine 6 (IL-6) de 15 fois, ainsi que CCL5 et CSCL10 de 10 fois, indiquant ainsi que l’inhibition de la vimentine peut également limiter la réponse inflammatoire à Infection par le SRAS-CoV-2.
Notamment, lorsque ces expériences ont été répétées avec la variante SARS-CoV-2 Omicron, des résultats similaires ont été observés. Ainsi, les mutations au sein de la protéine de pointe Omicron ne semblent pas avoir d’impact sur l’interaction entre le SRAS-CoV-2 et la vimentine pendant l’infection.