Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de préimpression, les chercheurs ont mené une in vitro analyse pour évaluer la clivabilité à médiation par la furine de la cellule hôte de la protéine de pointe (S) de la variante Omicron (B.1.529) du coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2 (SRAS-CoV-2).
Ils ont évalué deux mutations du gène S, à savoir P681H et N679K pour leur contribution à l’activité du site de clivage de la furine (FCS) dans Omicron S par rapport aux autres variantes du SRAS-CoV-2 et aux autres coronavirus (CoV).
Des études ont rapporté que le SRAS-CoV-2 peut être amorcé pour envahir l’hôte par la protéase furine de la cellule hôte. Par conséquent, le FCS a été établi comme un facteur clé de la pathogénicité des variants du SRAS-CoV-2. Le FCS est situé entre le domaine de liaison au récepteur S (S1) et le domaine de fusion (S2).
Le FCS est présent parmi toutes les variantes du SARS-CoV-2 en circulation. Cependant, l’évolution du FCS par remplacement du résidu proline (P681) par l’arginine (R) et l’histidine (H) dans des variants tels que Delta et Alpha, confère respectivement une transmissibilité accrue aux variants.
Il a été rapporté que la variante Omicron avait moins de potentiel fusogénique avec un clivage S réduit par rapport aux autres variantes. Cependant, le motif de la furine dans l’ectodomaine Omicron S a une efficacité accrue par rapport à celle de l’ectodomaine prototypique. Des informations détaillées sur le processus de clivage d’Omicron S font défaut.
Sommaire
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont évalué le clivage à médiation par la furine d’Omicron S in vitro pour déterminer le rôle de deux mutations du gène S, P681H et N679K dans le FCS d’Omicron. Ils ont également comparé la clivabilité de la furine d’Omicron S à celle des variantes du SRAS-CoV-2 telles que Wuhan-Hu-1, Alpha et Delta et à celle d’autres CoV. Les CoV évalués étaient le CoV du syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS-CoV), le CoV humain (HCoV)-OC43 et le HCoV-HKU1.
Les séquences de CoV S ont été évaluées à l’aide du PiTou V3 basé sur le score de probabilité et des outils de prédiction bioinformatique ProP 1.0 basés sur l’algorithme d’apprentissage automatique. Des essais de clivage des peptides fluorogènes ont été effectués pour déterminer l’activité de clivage de la furine du SARS-CoV-2 S1/S2.
Les réactions catalysées par la furine ont été réalisées en diluant 1 U/puits de furine recombinante dans un tampon constitué de 0,2 mM de β-mercaptoéthanol, 20 mM d’HEPES et 0,2 mM de chlorure de calcium (CaCl2) à un pH de 7,5. Des réactions catalysées par la trypsine ont été réalisées en tant que contrôle positif, dans lesquelles 0, 8 nM / puits de trypsine L-1-tosylamido-2-phényléthyl chlorométhyl cétone (TPCK) ont été dilués à l’aide d’une solution saline tampon phosphate (PBS). Le peptide sans protéase a été mis en suspension dans le tampon PBS pour être utilisé comme contrôle négatif. La fluorescence émise a été évaluée toutes les minutes pendant une heure par un fluoromètre SpectraMax à 30°C avec des longueurs d’onde d’émission et d’excitation de 390 nm et 330 nm, respectivement.
Résultats
Dans cette étude, l’outil ProP a prédit une clivabilité nettement supérieure d’Omicron S par la furine par rapport aux souches Wuhan-Hu-1, Alpha et Delta. Ce clivage plus élevé médié par la furine était dû à la présence de la mutation N679K dans Omicron S, située à l’extérieur de la poche de liaison de la furine. Les outils ProP et PiTou ont prédit une activité furine relativement plus faible pour le MERS-CoV par rapport à celle de HCoV-OC43 et HCoV-HKU1.
Pour une exploration plus approfondie de la clivabilité de la furine, les peptides ont été examinés à l’aide d’un résidu de lysine P7 (K) pour les séquences FCS de B.1 et Delta, contenant respectivement P681 et P681R et des mutations. Le résidu P7 a démontré un effet remarquable sur la capacité de clivage de S avec une activité de clivage remarquablement plus grande de B.1 avec P7 K par rapport à Omicron. Cependant, la manière dont ce clivage peptidique amélioré se traduit par le clivage de la protéine S entière reste à déterminer.
Conclusion
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont démontré qu’Omicron S a une capacité accrue à être clivée par la furine de la cellule hôte en position S1/S2, contrairement à celle des études précédentes. En outre, la mutation N679K a un impact significatif sur la fonction du SRAS-CoV-2 S, en particulier lorsqu’elle est combinée à des changements à d’autres positions telles que 681 (H/R).
Les auteurs pensent qu’Omicron a augmenté la clivabilité S1/S2 médiée par la furine, qui est contrebalancée par les effets épistatiques d’autres mutations telles que H655Y, S375F et D614G qui entraînent des infections par le SRAS-CoV-2 et un tropisme viral.
*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.
