Le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) a été détecté pour la première fois lors d’une épidémie fin 2019 à Wuhan, en Chine. Depuis l’émergence de ce virus, la souche d’origine a été supplantée par plusieurs variantes, issues de diverses mutations. La protéine Spike (S) du virus est l’emplacement où plusieurs de ces mutations se sont produites, ce qui a donné à de nombreuses variantes la capacité d’échapper à la réponse des anticorps neutralisants.
Étude : Les variantes Alpha, Beta et Delta du SARS-CoV-2 présentent une formation améliorée de Syncytia médiée par Spike. Crédit d’image : stockwars/Shutterstock
Les sous-unités S1 et S2 constituent la protéine SARS-CoV-2 S. La sous-unité SI comprend le domaine de liaison au récepteur (RBD) et le domaine N-terminal (NTD). Le RBD interagit avec le récepteur de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) et est la cible principale des anticorps neutralisants. Les fonctions de la MTN ne sont pas encore entièrement comprises, mais il est émis l’hypothèse qu’elle pourrait être associée à la reconnaissance des récepteurs, à la liaison aux glycanes et aux changements de conformation pré-fusion-à-post-fusion.
Les chercheurs ont comparé le potentiel de réplication et de formation de syncytia des souches Alpha, Beta et D614G dans des lignées cellulaires humaines et des cellules des voies respiratoires primaires. Les auteurs ont également caractérisé la fusogénicité des protéines S des variantes alpha et bêta et les contributions de chaque mutation dans la formation de syncytia, la liaison à l’ACE2 et l’évasion des anticorps neutralisants. Enfin, les auteurs ont analysé le potentiel de formation de syncytia et la capacité de liaison à l’ACE2 de la protéine Delta variant S.
UNE préimpression* la version de l’étude est disponible pendant que l’article fait l’objet d’un examen par les pairs.
Sommaire
Formation de syncytia dans les cellules infectées par le SRAS-CoV-2
Les auteurs ont utilisé un test S-Fuse utilisant des cellules fractionnées U2OS-ACE2 GFP pour induire des syncytia dans des variantes potentielles du SRAS-CoV-2. Les variantes Alpha et Beta ont formé des syncytia infectés plus nombreux et plus gros lors de l’infection des cellules S-Fuse par rapport à la fois à la souche Wuhan originale et à la souche D146G. En calculant la surface totale des syncytia puis en normalisant le nombre de noyaux, les auteurs ont caractérisé quantitativement les différences de fusogénicité.
Significativement plus de syncytia ont été produits par les variantes Alpha et Beta, par rapport à D614G, environ 4,5 et 3 fois respectivement, après 20 heures d’infection avec la même multiplicité d’infection (MOI). Des cellules Vero portant le système GFP-split ont été générées pour caractériser la formation de syncytia dans une lignée cellulaire exprimant l’ACE2 endogène.
Après 48 heures d’infection avec le même MOI, les variantes Alpha et Beta ont encore produit significativement plus de syncytia par rapport à D614G, ce qui suggère que les variantes Alpha et Beta sont plus fusogènes.
Anticorps se liant aux protéines S portant des mutations individuelles associées à des variantes
Les variantes Alpha, Beta et D614G sont toutes affectées différemment par certains anticorps neutralisants. Par exemple, le variant D614G est restreint par l’anticorps monoclonal neutralisant 48 (mAb48), mais les variants Alpha et Beta ne le sont pas. Les auteurs ont déterminé quelles mutations dans les variantes de la protéine S ont contribué à la reconnaissance réduite par les anticorps neutralisants en utilisant la cytométrie en flux pour observer la liaison d’un panel de quatre anticorps monoclonaux (mAb) à différents mutants de protéines S.
MAb48 n’a pas reconnu les variants Alpha et Beta, et il ne s’est pas non plus lié au mutant K417N. Les variantes alpha et bêta n’étaient pas non plus reconnues par mAb71 et ne se sont pas liées à leurs mutations NTD Y144 et Δ242-244. Une diminution de la fusion médiée par S est causée par les mutations Δ242-244 et K417N, ce qui suggère un compromis entre l’échappement et la fusion de l’anticorps.
Le variant bêta n’a pas été reconnu par mAb98, bien que le manque de liaison ne soit pas une conséquence des mutations associées. Cela suggère que la fuite d’anticorps peut être affectée par un effet combiné sur la structure de la protéine S. Par conséquent, malgré une réduction de la capacité de fusion des protéines, plusieurs mutations trouvées dans les protéines S des variants sont avantageuses pour échapper aux anticorps.
Implications
Dans cette étude, les auteurs ont caractérisé la réplication, la reconnaissance des anticorps, la fusogénicité et la liaison ACE2 des variantes alpha et bêta du SRAS-CoV-2 et le rôle des mutations associées au S. Les auteurs ont détaillé les informations sur la fusogénicité médiée par S des variantes, mais n’ont pas examiné les changements de conformation que des mutations individuelles ou une combinaison de mutations peuvent provoquer.
De plus, les auteurs montrent que par rapport au variant D614G, les protéines S des variants Alpha, Beta et Delta se lient plus efficacement à l’ACE2 et sont plus fusogènes. La réponse à la raison pour laquelle la variante Delta provoque des taux de transmissibilité plus élevés n’a pas été répondue dans cette étude et devrait être abordée dans des travaux futurs.
*Avis important
Cet article a été accepté pour publication et a fait l’objet d’une évaluation complète par les pairs, mais n’a pas été soumis au processus de révision, de composition, de pagination et de relecture, ce qui peut entraîner des différences entre cette version et la version officielle.