L’émergence et l’éclosion rapide d’un nouveau coronavirus, à savoir le coronavirus-2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) en Chine en 2019, ont provoqué une pandémie mondiale, connue sous le nom de pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19 ).
Certains des symptômes courants de la COVID-19 comprennent la toux, la fièvre, la perte de goût/d’odeur et l’essoufflement. De plus, de nombreuses personnes infectées par le SRAS-CoV-2 restent asymptomatiques.
Cependant, certains patients atteints de COVID-19 présentent des complications plus graves, notamment une thrombose, une myocardite et une thrombocytopénie.
Sommaire
Arrière plan
Des études antérieures ont montré que le SRAS-CoV-2 induit une gamme de réponses anticorps et augmente également les niveaux d’auto-anticorps qui interagissent avec les protéines humaines chez les patients gravement infectés. Bien que les différents niveaux de gravité de la maladie associés au COVID-19 ne soient pas bien compris, les chercheurs pensent que cela pourrait être lié au mimétisme moléculaire.
Le mimétisme moléculaire a lieu lorsque des protéines non apparentées contiennent des conceptions moléculaires similaires. En raison des similitudes partagées, ces protéines peuvent subir des interactions inattendues. Lorsque le mimétisme moléculaire des antigènes se produit, il provoque la production d’anticorps et, dans certains cas, des anticorps à réaction croisée peuvent être produits.
Des études ont montré que le mimétisme moléculaire entre l’antigène (agent pathogène) et les protéines humaines peut conduire à une réponse auto-immune, où les anticorps dirigés contre l’agent pathogène peuvent fonctionner de manière incorrecte et interagir contre les protéines humaines. Cette condition pourrait conduire à une maladie auto-immune chronique ou transitoire. Des études antérieures ont également rapporté que le mimétisme moléculaire pouvait provoquer une immunité hétérologue, c’est-à-dire qu’une exposition antérieure à un antigène pathogène peut conduire à une immunité complète ou partielle, à long ou à court terme, contre un agent pathogène différent avec un antigène similaire.
La fonction clé de la protéine de pointe (S) du SRAS-CoV-2 est de pénétrer les cellules hôtes, provoquant ainsi une infection. Cette protéine dépasse du virus et est une protéine antigénique clé pour le virus. C’est la raison pour laquelle tous les vaccins et thérapeutiques COVID-19 ont été conçus sur la base de la protéine S du SRAS-CoV-2.
Le mimétisme moléculaire entre la protéine S et les protéines humaines peut conduire à la production d’anticorps à réaction croisée en réponse à une infection ou à une vaccination par le COVID-19. Les scientifiques ont déclaré que les anticorps à réaction croisée peuvent entraîner des résultats complexes, par exemple, une manifestation de divers symptômes avec une gravité différente de la maladie dans la population.
Les scientifiques pensent qu’une meilleure compréhension du potentiel auto-immun et de l’immunité hétérologue grâce au mimétisme moléculaire entre les protéines S et les protéines d’agents pathogènes ou d’humains pourrait aider à améliorer les traitements contre le COVID-19 et les conceptions de vaccins.
Une nouvelle étude
Une nouvelle étude publiée dans Virus s’est concentré sur l’étude du mimétisme moléculaire entre la protéine S du SRAS-CoV-2 et des épitopes connus, à l’aide d’une méthode informatique. Dans cette étude, les chercheurs ont combiné deux méthodes précédemment étudiées, à savoir l’établissement d’un mimétisme moléculaire entre S et les protéines humaines via une similarité de séquence basée sur des épitopes connus en utilisant la base de données Immune Epitope Database (IEBD) et en utilisant la séquence et la similarité structurelle en général.
Dans cette étude, les chercheurs ont défini le mimétisme moléculaire comme une correspondance moléculaire d’au moins cinq acides aminés consécutifs identiques présents dans la protéine S du SRAS-CoV-2 et un épitope connu. De plus, au moins trois acides aminés doivent être accessibles en surface sur S et l’épitope correspondant doit contenir des similitudes structurelles élevées avec la séquence correspondante du Spike. L’étude actuelle examine plus en détail le potentiel auto-immun et l’immunité hétérologue qui peuvent être appliqués aux futures conceptions de vaccins COVID-19.
Résultats
Les scientifiques ont identifié des points chauds de mimétisme moléculaire dans la région S. Ils ont révélé la présence de mimiques moléculaires à fort potentiel auto-immun en clusters au sein de la protéine S du SARS-CoV-2. Les chercheurs ont observé que certains clusters contenaient de nombreux mimiques moléculaires dont les motifs se retrouvent dans les protéines humaines. Les mimiques moléculaires présentes dans les hélices α présentaient une similitude structurelle plus élevée basée sur la conformation normale de l’hélice. De plus, les mimiques moléculaires dans les régions de bobines ont montré des similitudes marquées.
Les chercheurs ont rapporté qu’un motif TQLPP (région de bobine) dans la protéine Spike et la thrombopoïétine partage des propriétés de liaison aux anticorps similaires. La découverte de l’étude liée au motif TQLPP a indiqué un potentiel significatif de réactivité croisée entre Spike et hTPO en raison du mimétisme moléculaire, ce qui peut affecter la production de plaquettes et provoquer une thrombocytopénie. In silico des études ont également prédit une réactivité croisée avec d’autres protéines contenant du TQLPP (par exemple, NEK10), ce qui nécessite in vivo validation.
Les auteurs ont déclaré qu’en de rares occasions, les vaccins COVID-19 provoquent une thrombocytopénie et qu’il était possible que la réactivité croisée puisse titrer la concentration sérique de hTPO libre. Bien que les vaccins actuels restent efficaces et sûrs, les chercheurs ont déclaré que l’ingénierie protéique du motif TQLPP et du supersite NTD (domaine N-terminal de la sous-unité S1) pourrait être utilisée pour les futurs vaccins COVID-19. Il y a une forte possibilité que le nouveau vaccin puisse fournir une meilleure protection à long terme contre les variantes du SRAS-CoV-2 et réduire le risque de thrombocytopénie.
L’étude actuelle a également mis en lumière la réactivité croisée facilitée par le motif ELDKY (hélices α) entre le domaine S et PRKG1, TPM1 et TPM3. Les chercheurs ont déclaré que PRKG1 est lié à des complications cardiaques et à des troubles de la coagulation sanguine.
Conclusion
Les auteurs ont signalé que deux épitopes, à savoir le motif TQLPP et le motif ELDKY, étaient associés au mimétisme moléculaire dans le SRAS-CoV-2. Cette étude computationnelle donne un aperçu du potentiel auto-immun du SRAS-CoV-2 (agent pathogène) pour une intervention thérapeutique ou la conception d’un vaccin, afin d’éviter toute interférence auto-immune.
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