Dans une étude récente publiée dans le Journal du génie génétique et de la biotechnologieles chercheurs ont examiné les conséquences de l’infection par les coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV) sur la réponse aux dommages à l’ADN de l’hôte (DDR).
Sommaire
Arrière plan
Les virus utilisent la machinerie de la cellule hôte pour la réplication en raison de la petite taille de leur génome. En tant que tels, les virus manipulent plusieurs voies cellulaires, y compris la DDR. La DDR englobe de nombreuses voies de signalisation qui protègent l’intégrité du génome contre les agents exogènes et endogènes endommageant l’ADN. Les protéines virales pourraient interagir directement avec les voies DDR affectant les capacités de réparation cellulaire. Ces interactions conduisent à une instabilité du génome, souvent associée à une pathogenèse virale.
Une étude a révélé que l’importation de protéines de liaison à l’ARN dans le noyau était réduite pendant l’infection par le SRAS-CoV-2. Les virus manipulent également le cycle cellulaire pour leur réplication, affectant la réplication de l’ADN hôte et les points de contrôle de réparation. Alors que la manipulation DDR par les virus à ARN est essentielle pour leur pathogenèse, les mécanismes sous-jacents sont peu étudiés. Dans la présente revue, les chercheurs ont exploré les interactions du SARS-CoV-1 et du SARS-CoV-2 avec les protéines/voies DDR.
Interactions des protéines du SRAS-CoV-1 avec les protéines de l’hôte
Dans une étude, les chercheurs ont identifié des interactions entre la protéine non structurelle (nsp) 13 du SRAS-CoV-1 et la polymérase hôte δ, qui joue un rôle crucial dans la réplication du génome. Ils ont mis en évidence une interaction entre la sous-unité p125 de la polymérase et nsp13. nsp13 fait partie du complexe de réplication et de transcription virale, pivot de la réplication virale.
L’interaction entre ces protéines entraîne l’arrêt de la phase S. Il a été proposé que l’interaction de la polymérase δ-nsp13 pourrait provoquer une translocation partielle de la polymérase vers le cytoplasme, entraînant la génération lente du brin en retard, entraînant par conséquent des cassures à un seul brin (SSB) et, éventuellement, l’arrêt de la réplication.
Ces événements conduisent au recrutement d’ataxie télangiectasie et liée à Rad3 (ATR) pour stabiliser les fourches de réplication arrêtées. Ce mécanisme pourrait être applicable pour nsp13 du SRAS-CoV-2, compte tenu de la similarité de séquence à 100 % entre les protéines nsp13 des deux SRAS-CoV. De plus, une étude récente a rapporté une régulation positive de l’ATR dans les cellules Vero E6 infectées par le SRAS-CoV-2. Il a été constaté que le SRAS-CoV-1 nsp3 interagissait avec la protéine humaine contenant le domaine 1 (RCHY1) du doigt annulaire et du doigt de zinc CHY.
Les chercheurs ont observé une dégradation accrue médiée par RCHY1 du suppresseur de tumeur p53. La dégradation ciblée de p53 pourrait améliorer la réplication virale puisque p53 agit comme un facteur antiviral favorisant la réponse immunitaire et régulant négativement la réplication virale. Des interactions entre la protéine membranaire virale (M) et la kinase dépendante du phosphoinositide 1 (PDPK1) ont été découvertes, bien que les conséquences cellulaires de cette interaction restent floues.
Interactions entre le SRAS-CoV-2 et les protéines hôtes
La protéine de l’enveloppe (E) du SRAS-CoV-2 a interagi avec les protéines bromodomaines (BRD). Les BRD sont recrutés lors de la réparation des cassures double brin (DSB). Outre les interactions entre les BRD et la protéine E, un rapport a montré que la protéine de pointe virale améliorait l’expression de BRD4, qui régule la sénescence. Par conséquent, une augmentation des dommages à l’ADN et de la sénescence cellulaire a été observée dans les cellules infectées. Le phénotype sénescent a été inversé lorsque les cellules ont été traitées avec un inhibiteur de BRD4.
Les interactions de l’ORF8 viral avec l’hôte ADN méthyltransférase 1 (DNMT1) ont été identifiées. Des études sur le virus de l’hépatite C (VHC) ont révélé que le virus exploite DNMT1 et DNMT3B pour la propagation, car la réplication sous-génomique du VHC serait inhibée par la régulation négative de l’une ou l’autre des méthyltransférases. Ainsi, les auteurs postulent que les interactions SARS-CoV-2 ORF8-host DNMT1 pourraient affecter les processus de réparation de l’ADN de l’hôte. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer si les inhibiteurs de DNMT1 ont un impact sur la pathogénicité du SRAS-CoV-2.
Le SRAS-CoV-2 nsp1 est essentiel pour réguler la réplication virale et augmente l’infectiosité en régulant à la baisse les voies antivirales de l’hôte. Il a été démontré que nsp1 interagit avec toutes les sous-unités de l’ADN polymérase α. Étant donné que la polymérase est cruciale pour l’initiation de la réplication de l’ADN et la jonction d’extrémités non homologues (NHEJ), les auteurs ont suggéré que les interactions nsp1-polymérase α pourraient provoquer un stress de réplication et des défauts dans NHEJ.
Une étude a identifié des interactions entre l’histone désacétylase 2 (HDAC2) et le nsp5 viral. Il a été prédit que nsp5 traite le site de clivage entre la séquence de localisation nucléaire de HDAC2 et le domaine catalytique. Par conséquent, il a été proposé que l’interaction nsp5-HDAC2 pourrait empêcher la localisation nucléaire de la désacétylase et l’activation ultérieure de la voie de réponse à l’interféron.
conclusion
Il a été rapporté que plusieurs protéines du SRAS-CoV-2 interagissent avec différentes protéines hôtes liées au DDR et pourraient affecter négativement leur contribution à la réparation des dommages à l’ADN. Les auteurs ont passé en revue les interactions des protéines du SRAS-CoV avec la DDR, proposant certains effets possibles de la réparation de l’ADN et de la stabilité du génome.
Des résultats encourageants ont été observés avec des médicaments ciblant la DDR pour une activité antivirale. Le berzosertib, un inhibiteur de l’ATR kinase, présente une activité anti-SARS-CoV-2 potentielle dans diverses lignées cellulaires, en plus d’inhiber la réplication du SARS-CoV-1. La plupart des interactions entre les protéines DDR et SARS-CoV-2 ont été découvertes grâce à des approches in silico ou à haut débit. Par conséquent, de futures études devraient valider expérimentalement l’utilisation potentielle de ces protéines DDR comme cibles médicamenteuses.
