Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de préimpression, les chercheurs ont découvert que la protéine de pointe du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) est susceptible de se cliver au niveau des liaisons disulfure. Ils ont également constaté que la vulnérabilité au clivage réducteur varie selon les variantes, la famille des variantes Omicron étant très sensible à la réduction.
Sommaire
Fond
La famille de variantes SARS-CoV-2 Omicron est devenue la variante dominante à l’échelle mondiale actuellement en circulation, bien qu’elle ne provoque principalement que des symptômes bénins et qu’elle ait des taux de mortalité inférieurs à ceux des variantes précédentes. Les sous-variants d’Omicron portent diverses mutations qui permettent l’évasion immunitaire et augmentent leur transmissibilité. Des recherches récentes se sont concentrées sur l’étude des mutations dans la région de la protéine de pointe, en particulier le motif de liaison au récepteur (RBM) dans le domaine de liaison au récepteur (RBD), qui altère sa capacité à se lier au récepteur de l’enzyme de conversion de l’angiotensine2 (ACE2), modifiant éventuellement sa transmissibilité. Des mutations dans la région de la protéine de pointe réduisent également l’efficacité des anticorps monoclonaux induits par le vaccin et thérapeutiques.
Des études ont identifié l’ectodomaine de la protéine de pointe SARS-CoV-2 pour contenir 30 résidus de cystéine, qui forment des liaisons disulfure appariées. Ces résidus de cystéine pourraient potentiellement être conservés à travers les variantes puisqu’aucune mutation n’a été trouvée dans cette région jusqu’à présent. Des études antérieures avec le virus de l’immunodéficience humaine ont montré que les interactions virus-hôte pouvaient changer par des altérations des liaisons disulfure. La détermination de la vulnérabilité de la protéine de pointe SARS-CoV-2 des variantes émergentes au clivage réducteur au niveau des liaisons disulfure pourrait présenter des pistes thérapeutiques potentielles pour traiter les infections à SARS-CoV-2.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé un test de nanoluciférase en trois parties (tNLuc) pour mesurer le changement de la liaison protéine-ACE2 de pointe après le clivage réducteur des liaisons disulfure de la protéine de pointe. Comparé aux méthodes traditionnellement utilisées pour la mesure de l’affinité de liaison, telles que la résonance plasmonique de surface, le test tNLuc est rentable et ne nécessite pas d’équipement compliqué.
Le test tNLuc contient trois composants – l’étiquette β10, qui est attachée à la protéine RBD ou à la protéine de l’ectodomaine de pointe, l’étiquette β9, qui est attachée à la protéine ACE2, et le Δ11S qui complète la luciférase fonctionnelle lorsqu’elle est ajoutée à β9-β10 qui sont à proximité les uns des autres pendant la liaison spike-ACE2. Le signal de luminescence indique la liaison fonctionnelle de la pointe-ACE2, qui serait inférieure ou absente dans le cas de la réduction de la liaison disulfure.
Les deux agents réducteurs testés sont le dithiothréitol (DTT) et la tris-(2-carboxyéthyl)phosphine (TCEP). La capacité des agents réducteurs à cliver les liaisons disulfure dans les protéines de pointe de plusieurs variantes du SRAS-CoV-2 a été testée en incubant les protéines de pointe étiquetées β10 du type sauvage (WT), Alpha, Beta, Delta et Gamma souches, ainsi que celles des sous-variantes d’Omicron BA.1, BA.2 et BA.4/BA.5, à des concentrations variables des agents réducteurs. Cela a été suivi d’une incubation avec l’ACE2 et le Δ11S étiquetés β9 pour mesurer la luminescence.
Les mutations dans le RBM des variantes d’Omicron ont été examinées pour déterminer celles qui rendent les sous-variantes d’Omicron plus vulnérables à la réduction du disulfure que les souches antérieures. Des approches de perte et de gain de fonction ont été utilisées pour déterminer les rôles des mutations identifiées. En outre, les liaisons disulfure spécifiques dans l’Omicron RBD qui subissent un clivage réducteur ont également été identifiées à l’aide de la spectrométrie de masse à marquage chimique.
Résultats
Les résultats ont révélé que les sous-variantes d’Omicron BA.1, BA.2 et BA.4/BA.5 étaient plus sensibles au clivage réducteur des liaisons disulfure que les autres variantes du SARS-CoV-2. De plus, des mutations dans la protéine de pointe Omicron RBM ont facilité le clivage des liaisons disulfure sur les résidus de cystéine entre les positions 480 et 488, et 379 et 425. Ce clivage a ensuite altéré la liaison de la protéine de pointe-ACE2 et réduit la stabilité de la protéine de pointe. .
Il a été démontré que les niveaux sous-millimolaires de DTT et de TCEP inhibent les souches WT, Alpha et Gamma de SARS-CoV-2, avec la concentration inhibitrice demi-maximale (IC50) les valeurs pour les souches Alpha et Gamma étant respectivement inférieures de 0,5 et 0,56 unités logarithmiques à celles de la souche WT. La sous-variante BA.1 d’Omicron présentait l’IC le plus bas50 valeurs par rapport à la souche WT, avec l’IC50 pour le TCEP et le DTT étant respectivement de 0,8 et 0,68 unités logarithmiques inférieures à celle de la souche WT. Les sous-variantes BA.2 et BA.4/BA.5 ont également présenté une diminution significative de l’IC50 valeurs pour TCEP et DTT.
Sur la base de l’évaluation des mutations Omicron et de leur rôle dans l’augmentation de la sensibilité des protéines de pointe Omicron au clivage réducteur, les auteurs pensent que les mutations T478K et E484A dans la protéine de pointe Omicron RBD pourraient créer des liaisons disulfure sur le C480 à Résidus C488 plus vulnérables au clivage.
conclusion
Dans l’ensemble, les résultats suggèrent que des mutations telles que T478K, S477N et E484A, qui sont présentes dans la plupart des sous-variants d’Omicron, pourraient augmenter leur sensibilité au clivage réducteur par des agents redox tels que TCEP et DTT. Alors que les mutations, en général, ont augmenté les capacités d’évasion immunitaire et la transmissibilité des sous-variants d’Omicron, cette vulnérabilité renforcée par la mutation au clivage disulfure présente des zones cibles potentielles pour le traitement des infections à SARS-CoV-2 Omicron.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
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