Un coronavirus de chauve-souris nouvellement caractérisé peut s’accrocher à un récepteur de cellule humaine présent dans les poumons, donnant aux scientifiques un nouvel indice important sur la manière dont certains virus animaux peuvent passer chez l’homme.
Étude : Les alphacoronavirus de chauve-souris à nez cœur utilisent le CEACAM6 humain pour pénétrer dans les cellules. Chauve-souris à nez de cœur (Cardioderma cor). Crédit d’image : Philip Precey/iNaturalist
Dans une étude récente publiée dans la revue Natureles chercheurs ont montré que la chauve-souris au nez de cœur (Cardiodermie cor) les alpha-coronavirus (alpha-CoV) peut utiliser la molécule d'adhésion cellulaire de l'antigène carcinoembryonnaire humain 6 (CEACAM6) comme récepteur pour l'entrée cellulaire dans des systèmes expérimentaux.
Sommaire
Contexte de l'entrée zoonotique du virus Alpha-Coronavirus
Il y a eu une augmentation substantielle de la prédiction et de la caractérisation des virus à potentiel zoonotique, en particulier CoVdepuis la maladie à coronavirus 2019 (COVID 19) pandémie. L’entrée cellulaire est la première barrière au saut viral entre espèces et dépend de la liaison des protéines virales aux récepteurs cellulaires. L’identification des virus ayant un potentiel zoonotique en fonction de leur capacité à pénétrer dans les cellules humaines est cruciale pour la prévision, la préparation et la prévention d’une pandémie.
Conception de dépistage des pointes et des récepteurs Alpha-CoV
Dans la présente étude, les chercheurs ont caractérisé l'entrée cellulaire de alpha-CoV. Premièrement, pour sélectionner avec une haute fidélité les protéines de pointe alpha-CoV qui représentent une diversité connue, un algorithme glouton a été appliqué aux séquences de protéines de pointe de deux bases de données. Quarante séquences de protéines de pointe, capturant 53,4 % de la diversité phylogénétique, ont été sélectionnées. La plupart des protéines de pointe (67,5 %) provenaient de chauves-souris mal caractérisées. alpha-CoV.
Ensuite, pour vérifier que les cadres de lecture ouverts synthétiques de la protéine de pointe pouvaient générer des protéines de pointe qui pourraient être pseudotypées sur des lentivirus, les chercheurs ont purifié les pseudovirus et confirmé l’incorporation de protéines de pointe par immunoblot. En plus de cette bibliothèque alpha-CoV, des bibliothèques d'expression plasmidique pour l'aminopeptidase N (APN) et l'enzyme de conversion de l'angiotensine 2 (ACE2), représentant diverses espèces de mammifères, ont été développés.
L'équipe a vérifié si des protéines de pointe pseudotypées de la bibliothèque alpha-CoV pouvaient pénétrer dans les cellules via ACE2 ou APN. La plupart alpha-CoV n'a pas utilisé APN ou ACE2 pour l'entrée dans la cellule. A noter, deux chauves-souris alpha-CoV utilisé non humain APN récepteurs pour l’entrée cellulaire. Ces données suggèrent que l'utilisation de APN et ACE2 les récepteurs peuvent être rares parmi alpha-CoV. Ensuite, l’équipe a étudié plusieurs lignées cellulaires humaines pour déterminer leur permissivité aux protéines de pointe pseudotypées alpha-CoV.
Résultats de l'entrée de cellules humaines médiées par CEACAM6
Sur l'écran, seulement des humains CoV (HCoV)-229E, HCoV-NL63, et une chauve-souris CoV (BtCoV-KY43) pourrait pénétrer dans les cellules humaines. La séquence protéique de pointe du BtCoV-KY43 a été isolée pour la première fois chez des chauves-souris au Kenya. Pour identifier quel récepteur humain a facilité l'entrée de BtCoV-KY43 (ci-après, CcCoV-KY43), une méthode basée sur l'avidité qui détecte les interactions extracellulaires avec les ectodomaines des récepteurs humains a été utilisée.
En utilisant le domaine de liaison au récepteur (RBD) de la protéine Spike de CcCoV-KY43 comme proie, trois interactions ont été identifiées, toutes avec des paralogues du CEACAM (CEACAM6, CEACAM3 et CEACAM5). La surexpression de ces protéines CEACAM dans une lignée cellulaire non permissive a révélé que seule l'expression de CEACAM6 augmentait significativement la permissivité. En revanche, en utilisant des anticorps monoclonaux (mAb) contre l'entrée cellulaire bloquée par CEACAM6.
Les analyses de l’Atlas des cellules humaines ont identifié le poumon, le côlon et les bronches comme les tissus contenant le plus grand nombre de cellules exprimant CEACAM6. De plus, les cellules épithéliales pulmonaires, les cellules alvéolaires de type 1 et les cellules caliciformes, qui sont souvent ciblées par les virus respiratoires, ont montré l'expression la plus élevée de CEACAM6. Notamment, l’expression de CEACAM6 dans les poumons humains est plus omniprésente et plus élevée que celle de n’importe laquelle des protéines connues. HCoV récepteurs.
Grâce à la cristallographie, les chercheurs ont découvert que RBD de la protéine de pointe CcCoV-KY43 se lie à l'immunoglobuline V-set amino-terminale (IgV)-domaine de type CEACAM6. Ensuite, ils ont résumé leurs données d'échantillonnage de chauves-souris au Kenya pour identifier les sites présentant un potentiel de débordement et ont constaté que les centres de population humaine dans les régions côtières du sud-est couraient un risque accru. De plus, les sérums humains de cette région n’ont montré qu’une réactivité limitée au CcCoV-KY43 RBDsans preuve significative de débordement récent et avec certains signaux reflétant potentiellement des réponses d'anticorps à réaction croisée.
Implications des retombées de l'Alpha-CoV au Kenya
Récemment, deux séquences CcCoV (CcCoV 2A et CcCoV 2B) du centre du Kenya ont été publiées ; les deux sont relativement divergents, le CcCoV 2B étant plus étroitement lié au CcCoV-KY43 et le CcCoV 2A plus éloignés. Malgré la variabilité, l’entrée de cellules humaines dépendantes de CEACAM6 a été confirmée pour les pseudotypes CcCoV-2A. Des investigations plus approfondies ont révélé que le CEACAM6 humain est un récepteur pour d'autres récepteurs kenyans divergents. alpha-CoValors que les virus apparentés de Chine et de Russie européenne ont montré une utilisation plus restreinte des récepteurs non humains de type CEACAM6.
Conclusions
Même si un intérêt considérable a été porté vers CoV découverte, débordement et caractérisation des réservoirs, de nombreuses recherches se sont concentrées sur les bêta-CoVavec une attention limitée à alpha-CoV. La découverte actuelle selon laquelle un alpha-CoV du Kenya, CcCoV-KY43, présente un tropisme pour les cellules humaines contribue à éclairer l'évaluation des risques zoonotiques pour les communautés de santé publique. Dans l’ensemble, les résultats mettent en évidence un potentiel de transmission aux humains et fournissent la caractérisation nécessaire pour améliorer les efforts de prévention et la préparation à une pandémie.
