Dans un article récent publié dans Génétique naturelleles chercheurs ont montré que les complexes de remodelage de la chromatine SWItch/Sucrose Non-Fermentable (mSWI/SNF) de mammifères représentent une classe potentielle de cible thérapeutique du coronavirus 2 (SARS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère à action large dirigée par l’hôte.
Sommaire
Arrière-plan
La chromatine est un réseau d’acide désoxyribonucléique (ADN) et de protéine(s) qui s’organise en chromosomes. Le gène SWI/SNF Related, Matrix Associated, Actin Dependent Regulator Of Chromatin, Subfamily A, member 4 and 2 (SMARCA4/2) instruit la fabrication d’une sous-unité d’un groupe de la famille complexe SWI/SNF qui régulent le remodelage de la chromatine.
Un autre nom pour le gène SMARCA4 est Brahma-related gene-1 (BRG1), et le gène SMARCA2 est Brahma (BRM). Alors que la première est une chromatine hautement mutée remodelant l’adénosine triphosphate-ase (ATPase) dans le cancer, la seconde est une protéine suppresseur de tumeur.
Arrière-plan
Au milieu de l’émergence continue de nouvelles variantes du SRAS-CoV-2 avec un potentiel d’évasion immunitaire, il existe un besoin urgent de nouvelles stratégies antivirales prophylactiques et thérapeutiques contre les coronavirus (CoV) actuels et à venir. Cependant, cela nécessite une compréhension approfondie des interactions virus-hôte au niveau moléculaire et cellulaire.
Parmi les médicaments à action directe contre la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) actuellement autorisés, le paxlovid cible la principale protéase du SRAS-CoV-2, tandis que le remdesivir et le molnupiravir ciblent ses polymérases. Alors que le SRAS-CoV-2 développe une résistance à ces médicaments, de nouvelles classes de médicaments avec plus d’efficacité et une activité antivirale plus large sont le besoin de l’heure.
À cet égard, les thérapies dirigées par l’hôte sont une option attrayante et viable. Ces médicaments sont potentiellement plus résistants aux médicaments, ont une activité beaucoup plus large sur tous les CoV et présentent une probabilité accrue de synergie avec d’autres médicaments anti-SARS-CoV-2 à action directe.
Sept CoV, dont le SRAS, le SRAS-CoV1, le SRAS-CoV-2 et le HCoV-NL63, utilisent l’enzyme de conversion de l’angiotensine hôte 2 (ACE2) comme récepteur pour attacher leur glycoprotéine de pointe (S), un processus dans lequel plusieurs protéases, par exemple, la protéase transmembranaire sérine 2 (TMPRSS2) médie le traitement protéolytique. Ensuite, le virus pénètre dans la cellule hôte et libère son acide ribonucléique (ARN) dans le cytoplasme pour établir l’infection via l’assemblage de complexes de transcription pour un bourgeonnement supplémentaire.
La technologie CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)–CRISPR-associated protein 9 (Cas9) a aidé les scientifiques à identifier les sous-unités du gène hôte essentielles à l’infection par le CoV hautement pathogène.
L’une de ces sous-unités est mSWI/SNF ou les complexes du facteur associé à BRG1 (BAF) qui sont restés hautement conservés chez les eucaryotes. Ils forment trois sous-complexes, le BAF canonique (cBAF), le BAF non canonique (ncBAF) et le BAF associé au polybromo (PBAF). Ils ont tous une composition de sous-unités, des fonctions de liaison aux nucléosomes, des interactions et des propriétés de localisation génomique uniques.
Plus de 20 % des cancers humains portent des mutations dans les complexes mSWI/SNF. Ainsi, de nombreux médicaments inhibant les complexes de la famille mSWI/SNF sont en cours d’évaluation dans des essais cliniques dans de nombreuses indications liées au cancer. Cependant, il y a un manque de données sur la façon dont les complexes mSWI/SNF interviennent dans l’infection par le SRAS-CoV-2.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé des lignées cellulaires de trois types de cellules humaines primaires, HEK 293T, Vero E6 et Huh7.5, pour montrer comment les complexes mSWI/SNF fonctionnels interviennent pendant l’infection par le SRAS-CoV-2. Ils ont utilisé des écrans CRISPR-Cas9 dans des cellules Vero E6 pour trouver lequel des trois complexes mSWI/SNF, PBAF, cBAF et ncBAF, régule l’infection par le SRAS-CoV-2. Ensuite, l’équipe a défié ces cellules avec des clones infectieux de SARS-CoV-2 exprimant mNeonGreen, un rapporteur fluorescent, pour quantifier les cellules infectées à l’aide de la microscopie.
Résultats
Les enquêtes de l’étude ont révélé que l’action catalytique du complexe mSWI/SNF était essentielle pour augmenter l’accessibilité de l’ADN au locus ACE2 et favoriser la sensibilité au SRAS-CoV-2. Plus précisément, le facteur nucléaire 1α des hépatocytes (HNF1α) du facteur de transcription se lie et dirige les complexes cBAF vers le locus ACE2. Étant donné que ce mécanisme reste conservé dans tous les types de cellules humaines testées, il apparaît comme une cible thérapeutique pour les médicaments qui dégradent ou inhibent les sous-unités SMARCA4/2 des complexes mSWI/SNF.
Bien que l’expression du gène ACE2 soit un déterminant de la pathogenèse du SRAS-CoV-2, sa régulation dynamique au niveau moléculaire n’est pas complètement comprise, en particulier l’effet de l’ablation transitoire de l’ACE2 chez les animaux adultes. L’écran utilisé dans cette étude a aidé les chercheurs à identifier SMARCA4 comme le deuxième hit après ACE2 dans les cellules A549 et Huh7.5. Les deux autres écrans utilisant uniquement des cellules Huh7.5 n’ont pas détecté l’ACE2 comme un résultat statistiquement significatif. Par exemple, ACE2 a classé 171 des 19 364 gènes dans un criblage effectué à 33 ° C avec des cellules Huh7.5.
conclusion
Les auteurs ont préconisé des études biochimiques et structurelles plus détaillées pour définir la nature des interactions complexes facteur de transcription HNF1A/B-BAF, car elles présentent des différences fonctionnelles significatives entre les souris et les humains.
Plus important encore, ils ont montré les avantages potentiels du ciblage transitoire des complexes mSWI/SNF et la faisabilité de cette approche. Par exemple, les inhibiteurs de SMARCA4 pourraient inhiber divers virus utilisant l’ACE2, par exemple le SRAS-CoV-2. En outre, les auteurs ont prévu que les médicaments immunomodulateurs dirigés contre l’hôte antagoniseraient de manière synergique les CoV, y compris les sarbecovirus et les souches de CoV résistantes au remdesivir.
Néanmoins, les antagonistes de médicaments à petites molécules de l’activité mSWI/SNF ATPase médiée par SMARCA4 pourraient aider à combattre la plupart des CoV à potentiel pandémique.
