Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de préimpression, les chercheurs ont évalué l’importance du résidu P681 dans le site de clivage de la furine (FCS) de la protéine de pointe (S) du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) pour déterminer la fusogénicité et la capacité de formation de syncytia du SRAS- Souches de CoV-2.
Les chercheurs ont également évalué la neutralisation des souches du SRAS-CoV-2 par la troisième dose du vaccin à acide ribonucléique messager (ARNm) BNT162b2 de Pfizer. Les souches de SRAS-CoV-2 évaluées étaient les souches Wuhan-Hu, Delta, Omicron et Omicron BA.2.
Sommaire
Arrière-plan
L’émergence de la variante SARS-CoV-2 Omicron a posé un défi mondial dans le contrôle de la pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19). Des vaccins à ARNm tels que BNT162b2 ont été développés sur la base de la protéine S de la souche Wuhan-Hu d’origine et, par conséquent, leur efficacité contre les souches du SRAS-CoV-2 est discutable.
Des études ont signalé la formation de syncytium comme caractéristique de plusieurs virus, dont le SRAS-CoV-2, qui envahit l’hôte par l’interaction du SRAS-CoV-2 S avec l’enzyme de conversion de l’angiotensine de l’hôte (hACE2). Les syncytia facilitent la réplication virale, la dissémination et l’évasion immunitaire des réponses de neutralisation de l’hôte. La formation de syncytia et la fusion cellulaire dans les tissus pulmonaires des patients positifs pour le SRAS-CoV-2 ont également été corrélées aux manifestations cliniques et à la gravité du COVID-19.
Ainsi, caractériser les mutations ou les résidus du SARS-CoV-2 S impliqués dans la fusion cellulaire et la formation de syncytia est vital. Le motif PRRAR est unique au SRAS-CoV-2 S et offre un avantage évolutif au SRAS-CoV-2 pour l’entrée dans les cellules cibles en favorisant la fusion entre le virus et les membranes cellulaires des cellules infectées.
Cependant, l’impact de la 681PRRAR/SV687 mutations sur la fusogénicité du SRAS-CoV-2 n’ont pas été largement étudiées.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont évalué l’impact des mutations P681 sur la fusogénicité des souches de SRAS-CoV-2 et leur neutralisation après la troisième dose du vaccin BNT162b2.
Des échantillons de sérum ont été prélevés sur 20 personnes entièrement vaccinées quatre mois après l’administration de la troisième dose du vaccin BNT162b2 pour évaluer la neutralisation des pseudovirus à cycle unique Wuhan-Hu, Delta et Omicron à l’aide de tests de neutralisation. La neutralisation virale a été déterminée sur la base des lectures de l’activité de la luciférase des cellules transduites du rein embryonnaire humain (HEK) -ACE2, qui ont été utilisées pour calculer la concentration des titres inhibiteurs à 50 % (NT50) valeurs. Les dosages immuno-enzymatiques p24 (ELISA) ont été effectués pour assurer des charges virales égales.
SARS-CoV-2 Delta et Omicron ont été isolés de l’écouvillon nasopharyngé d’un individu positif au SARS-CoV-2 résidant en Israël. Le SRAS-CoV-2 a été cultivé dans des cellules VeroE6 (VeroE6/TMPRSS2) exprimant la sérine protéase transmembranaire 2 (TMPRSS2) et observé pour les effets cytopathiques (CPE). La dose infectieuse de culture tissulaire à 50 % (TCID50) a été évalué. Les séquences du génome entier des isolats viraux ont été confirmées par séquençage des nanopores.
Les cellules ont été transduites pour exprimer les protéines hACE2 et, par la suite, des expériences de fusion cellulaire ont été menées pour évaluer la formation de syncytia dans les cellules qui exprimaient les protéines S des pseudovirus Wuhan-Hu, Delta, Omicron et BA.2 S en fonction de leur protéine fluorescente verte (GFP) et expression de DAPI (4′,6-diamidino-2-phénylindole), comme indicateur de fusogénicité. L’évaluation était basée sur l’examen des images de fusion cellulaire des cellules exprimant GFP1‐10 et GFP11 à l’aide de l’algorithme de marquage d’image Scikit.
La capacité de Wuhan-Hu, Omicron et Delta à induire la formation de syncytia et la fusion cellulaire a également été évaluée à l’aide d’essais de formation de plaques utilisant des virus vivants pour évaluer les plaques formées par les souches Wuhan-Hu, Delta, Omicron et BA.2.
Les résultats ont été analysés statistiquement à l’aide du test t de l’étudiant et des graphiques ont été obtenus à l’aide des bibliothèques d’images seaborn, matplotlib, numpy et pandas et du prisme GraphPad.
Résultats
Dans cette étude, Omicron a démontré une infectiosité accrue, cinq fois plus élevée que la souche Wuhan-Hu, avec une diminution remarquable de 26 fois de la sensibilité à la neutralisation induite par le vaccin BNT162b2, avec une diminution relative de 13 fois par rapport à Delta. De plus, alors que les pseudovirus avec les protéines S de la souche Wuhan-Hu (P681), la variante Omicron (H681) et la sous-variante Omicron BA.2 (H681) favorisaient modestement la formation de syncytia et la fusion cellulaire, Delta S (P681R) a démontré une fusogénicité accrue et une capacité améliorée pour former des syncytia.
Dans les tests de plaque de virus vivants, l’Omicron et le Wuhan-Hu ont formé des plaques de morphologie similaire alors que les plaques formées par Delta étaient plus nombreuses mais plus petites avec moins d’unification. L’introduction d’une mutation P681R dans Wuhan-Hu S ou H681R dans Omicron S a restauré la fusogénicité à des niveaux comparables à celui de Delta S, et inversement, la mutation R681P dans Delta S a significativement diminué la fusogénicité.
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont mis en évidence le déclin de l’efficacité du vaccin BNT162b2 avec l’incapacité de neutraliser la variante Omicron et l’importance de la position polybasique P681 dans le SARS-CoV-2 S FCS pour dicter la formation de syncytia et la fusogénicité des souches de SARS-CoV-2 .
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et ne doivent donc pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
