La souche virale SARS-CoV-2 originale qui a émergé au début de 2020 a pu se verrouiller sur des sucres appelés acides sialiques, trouvés à la surface des cellules humaines, une capacité que les souches ultérieures n’ont pas conservée.
Cette liaison a été trouvée en utilisant une combinaison de résonance magnétique et d’imagerie haute résolution extrêmement précise, menée à l’Institut Rosalind Franklin et à l’Université d’Oxford, et publiée dans la revue La science cette semaine.
Cette capacité unique de la souche précoce soulève également la possibilité que ce soit ainsi que le virus s’est d’abord transféré des animaux aux humains.
Les variantes préoccupantes ultérieures, telles que Delta et Omicron, n’ont pas cette capacité à saisir l’acide sialique et s’appuient sur les récepteurs de leurs pointes de couronne pour se fixer aux protéines appelées ACE2 sur les cellules humaines.
Une équipe internationale dirigée par des scientifiques de l’Institut Rosalind Franklin a utilisé la résonance magnétique et des techniques d’imagerie complexes pour approfondir ses recherches. En utilisant une technique de spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN) appelée différence de transfert de saturation, ils ont développé une nouvelle méthode d’analyse sophistiquée pour résoudre le problème complexe. Ils ont appelé la technique d’analyse de transfert de saturation universelle (uSTA).
Deux des mystères persistants de la pandémie de coronavirus sont les mécanismes de transmission virale et les origines du saut zoonotique. Il existe des preuves que certains virus de la grippe peuvent saisir l’acide sialique à la surface des cellules hôtes humaines, et cela a été observé dans le syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS), qui est un coronavirus. Bien que les variantes préoccupantes du SRAS-CoV-2 n’aient pas montré ce mécanisme, nos recherches révèlent que la souche virale qui a émergé au début de 2020 pourrait l’utiliser comme moyen de pénétrer dans les cellules humaines.. »
Ben Davis, auteur principal de l’étude et professeur, Rosalind Franklin Institute
Le mécanisme de liaison se trouve à l’extrémité du domaine N-terminal, qui est une partie du virus qui évolue plus rapidement. Le domaine a déjà été impliqué dans la liaison de l’acide sialique, mais jusqu’à ce que l’équipe de l’Institut Rosalind Franklin applique une imagerie et une analyse de précision à haute résolution, cela n’a pas été prouvé.
Quant à savoir pourquoi le virus a rejeté la fonction de liaison au sucre au fur et à mesure qu’il a évolué vers de nouvelles variantes, le professeur Davis émet l’hypothèse qu’il peut être nécessaire pour le saut zoonotique initial chez l’homme à partir d’animaux, mais peut ensuite être caché jusqu’à ce qu’il soit à nouveau nécessaire – en particulier si le caractéristique est largement préjudiciable à la mission de réplication et d’infection du virus chez l’homme.
La découverte est en corrélation avec les preuves de la première vague en Italie. Le consortium italien de génomique a constaté une corrélation entre la gravité de la maladie COVID-19 et la génétique, car les patients présentant une mutation génétique particulière – celle qui affecte le type d’acide sialique sur les cellules – étaient sous-représentés dans les unités de soins intensifs. Cela suggérait que le virus trouvait plus facile d’infecter certains génotypes que d’autres.
Le professeur James Naismith, directeur de l’Institut Rosalind Franklin, déclare : « Grâce à notre imagerie ultra-haute précision et à notre nouvelle méthode d’analyse, nous pouvons voir une structure jusque-là inconnue à la toute fin du pic de SRAS-CoV-2. Ce qui est étonnant, c’est que notre découverte est en corrélation avec ce que les chercheurs italiens ont noté lors de la première vague, suggérant qu’il s’agissait d’un rôle clé dans l’infection précoce.
« La nouvelle technique peut être utilisée par d’autres pour faire la lumière sur d’autres structures virales et répondre à des questions extrêmement détaillées. Ce travail est un exemple des technologies uniques que l’Institut Rosalind Franklin a été créé pour développer. »
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