La Neuropiline-1 favorise l’entrée du COVID-19 dans les cellules selon les chercheurs

La neuropiline-1 est localisée dans les épithéliums respiratoires et olfactifs, ce qui pourrait être une localisation stratégiquement importante pour contribuer à l’infectivité et à la propagation du SRAS-CoV-2.

Des experts du Centre allemand des maladies neurodégénératives (DZNE), de l’université technique de Munich, du centre médical universitaire de Goettingen, de l’université d’Helsinki et d’autres instituts de recherche ont maintenant publié leurs résultats dans la revue « Science« .

Le coronavirus SARS-CoV-2 peut affecter divers organes tels que les poumons et les reins et déclencher également des symptômes neurologiques, notamment une perte temporaire de l’odorat et du goût.

Le spectre des symptômes de la maladie associée – connue sous le nom de COVID-19 – est donc assez complexe. Un virus apparenté, le SRAS-CoV, a conduit à une épidémie beaucoup plus petite en 2003, probablement parce que l’infection était limitée au système respiratoire inférieur, rendant le virus moins transmissible.

Le SRAS-CoV-2, en revanche, infecte en outre le système respiratoire supérieur, y compris la muqueuse nasale et, par conséquent, se propage rapidement par excrétion virale active, par ex. lors des éternuements.

Ouvre-porte à la cellule

Le tropisme tissulaire reflète la capacité d’un virus à infecter des types de cellules spécifiques dans différents organes. Elle est déterminée par la disponibilité de sites d’accueil, appelés récepteurs, à la surface des cellules. Ceux-ci permettent l’amarrage et la pénétration dans les cellules.

Le point de départ de notre étude était la question de savoir pourquoi le SRAS-CoV et le SRAS-CoV-2 qui utilisent tous deux ACE2 comme récepteur causent des maladies différentes... »

Mikael Simons, responsable du groupe de recherche, site de Munich, DZNE – Centre allemand des maladies neurodégénératives

Simons est également professeur de neurobiologie moléculaire à l’Université technique de Munich, dont l’équipe a été impliquée dans les études en cours, avec le groupe de Giuseppe Balistreri à l’Université d’Helsinki.

Pour comprendre comment ces différences de tropismes tissulaires peuvent être expliquées, les chercheurs se sont penchés sur les «protéines de pointe» virales qui sont essentielles à l’entrée du virus. « La protéine de pointe du SRAS-CoV-2 diffère de son parent plus âgé par l’insertion d’un site de clivage de la furine », a expliqué Simons.

« Des séquences similaires se trouvent dans les protéines de pointe de nombreux autres virus humains hautement pathogènes. Quand nous avons réalisé que ce site de clivage de la furine est présent dans la protéine de pointe du SRAS-CoV-2, nous avons pensé que cela pourrait nous conduire à la réponse. »

Lorsque les protéines sont clivées par la furine, une séquence d’acides aminés spécifique est exposée à son extrémité clivée. De tels substrats clivés par la furine ont un motif caractéristique qui est connu pour se lier aux neuropilines à la surface cellulaire.

Des expériences utilisant des cellules cultivées en laboratoire, en conjonction avec des virus artificiels qui imitent le SRAS-CoV-2 ainsi que des virus naturels, indiquent que la neuropiline-1 est capable de favoriser l’infection en présence d’ACE2. En bloquant spécifiquement la neuropiline-1 avec des anticorps, l’infection a été supprimée.

« Si vous pensez à ACE2 comme une porte pour entrer dans la cellule, alors la neuropiline-1 pourrait être un facteur qui dirige le virus vers la porte. ACE2 est exprimé à des niveaux très bas dans la plupart des cellules. »

Ainsi, il n’est pas facile pour le virus de trouver des portes pour entrer. D’autres facteurs tels que la neuropiline-1 pourraient être nécessaires pour aider le virus », a expliqué Simons.

Une voie potentielle dans le système nerveux

Étant donné que la perte d’odeur fait partie des symptômes du COVID-19 et que la neuropiline-1 se trouve principalement dans la couche cellulaire de la cavité nasale, les scientifiques ont examiné des échantillons de tissus de patients décédés. «Nous voulions savoir si les cellules équipées de neuropiline-1 sont vraiment infectées par le SRAS-CoV-2, et avons découvert que c’était le cas», a déclaré Simons.

Des expériences supplémentaires chez la souris ont montré que la neuropiline-1 permet le transport de minuscules particules de la taille d’un virus de la muqueuse nasale vers le système nerveux central.

Ces nanoparticules ont été conçues chimiquement pour se lier à la neuropiline-1. Lorsque les nanoparticules ont été administrées au nez des animaux, elles ont atteint les neurones et les vaisseaux capillaires du cerveau en quelques heures – contrairement aux particules témoins sans affinité pour la neuropiline-1.

«Nous pourrions déterminer que la neuropiline-1, au moins dans les conditions de nos expériences, favorise le transport dans le cerveau, mais nous ne pouvons pas tirer de conclusion quant à savoir si cela est également vrai pour le SRAS-CoV-2. Il est très probable que cette voie est supprimée par le système immunitaire chez la plupart des patients », a expliqué Simons.

Un point de départ pour de futures thérapies ?

« Le SRAS-CoV-2 nécessite que le récepteur ACE2 pénètre dans les cellules, mais d’autres facteurs tels que la neuropiline-1 peuvent être nécessaires pour soutenir sa fonction », a déclaré Simons.

« Cependant, à l’heure actuelle, nous ne pouvons que spéculer sur les processus moléculaires impliqués. Vraisemblablement, la neuropiline-1 attrape le virus et le dirige vers ACE2. »

Des investigations supplémentaires sont nécessaires pour clarifier cette question. Il est actuellement trop tôt pour spéculer si le blocage de la neuropiline pourrait être une approche thérapeutique viable. Cela devra être abordé dans les études futures.