Dans un article récent publié sur bioRxiv* serveur de préimpression, les chercheurs ont démontré que les protéines biosynthétiques appelées αReps traitant la protéine de pointe (S) du coronavirus 2 (SARS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère pourraient être de nouveaux antiviraux SARS-CoV-2
Sommaire
Arrière-plan
La catastrophe de la maladie CoV 2019 (COVID-19), qui a entraîné environ six millions de décès dans le monde en deux ans environ, a mis en évidence la nécessité de mieux comprendre et de lutter contre la transmission et l’émergence des virus respiratoires. Ces informations aideront au développement de techniques antivirales plus efficaces pour faire face aux futures pandémies et épidémies.
Le SRAS-CoV-2 S se lie aux récepteurs de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) chez les hôtes, permettant au virus de pénétrer dans la cellule. Par conséquent, une technique possible pour développer des antiviraux COVID-19 consiste à cibler cette interaction.
À propos de l’étude
Dans le présent travail, les chercheurs visaient à identifier les ligands qui bloquent l’interaction SARS-CoV-2-ACE2. Ils voulaient développer des antiviraux COVID-19 stables et peu coûteux qui pourraient être facilement modifiés contre les variantes émergentes du SRAS-CoV-2.
L’équipe a identifié des candidats reconnaissant le domaine de liaison au récepteur SARS-CoV-2 S (RBD). Pour cela, ils ont criblé une collection de phage-display de séquences de protéines biosynthétiques construites sur la huntingtine α-hélicoïdale rigide, le facteur d’élongation 3 (EF3), la protéine phosphatase 2A (PP2A) et la cible kinase de levure de la rapamycine 1 (TOR1) (HEAT) -comme échafaudage appelé αReps.
Des essais de liaison compétitifs ont été menés parmi les αReps pour analyser leur mécanisme de neutralisation du SRAS-CoV-2. De plus, les chercheurs ont montré comment la bio-ingénierie αRep pouvait stimuler l’action neutralisante du SRAS-CoV-2 en utilisant une forme multivalente. De plus, ils ont évalué la capacité de neutralisation du SARS-CoV-2 de ces αReps in vitro et in vivo.
Résultats
Les résultats de l’étude ont indiqué que parmi les protéines artificielles analysées, deux, à savoir C2 et F9, se lient au SARS-CoV-2 RBD avec des affinités nanométriques, présentant une action neutralisante in vitro et identifier différents sites, avec F9 couvrant le motif de liaison ACE2. Les auteurs ont découvert que C2 et F9 inhibaient de manière significative l’entrée du SRAS-CoV-2 dans les cellules cultivées. Ces deux composés ont neutralisé le virus par différentes voies, C2 se fixant à un emplacement éloigné du motif de liaison au récepteur d’ACE2 tandis que F9 entre en compétition avec ACE2 pour la liaison RBD.
Pour la neutralisation du SRAS-CoV-2, une forme αRep trivalente appelée C2-foldon et la protéine de fusion F9-C2 avaient des affinités de 0,1 nM et une concentration efficace demi-maximale (EC50) de 8 à 18 nM. Le C2-foldon homotrimère et l’hétérodimère F9-C2 ont montré une capacité de neutralisation du SARS-CoV-2 plus robuste que les deux αReps parentaux, avec une concentration inhibitrice demi-maximale (IC50) allant de 3 à 12 nM. De plus, l’entrée du virus a été empêchée à des concentrations plus faibles par des αReps assemblés via des connexions non covalentes ou covalentes, avec une augmentation de 20 fois de l’activité pour un αRep trimérique.
Ces dérivés αReps ont neutralisé efficacement les variantes SARS-CoV-2 Omicron, δ, γ et β. Notamment, avec des valeurs EC50 variant de 13 à 32 nM, F9-C2 ou C2-foldon a neutralisé avec succès les mutants du SRAS-CoV-2, tels que les variantes Omicron et Delta.
L’introduction de F9-C2 dans la cavité nasale pendant ou avant les infections par le SRAS-CoV-2 a inhibé de manière significative la multiplication de la souche virale avec la mutation D614G à l’intérieur de l’épithélium nasal chez les hamsters. Les titres viraux dans les écouvillons nasaux et la cavité nasale, le principal site de réplication du SRAS-CoV-2, ont été réduits par cette thérapie, de même que tous les indicateurs inflammatoires de l’infection. Cependant, le traitement n’a pas complètement bloqué l’infection par le SRAS-CoV-2 dans la cavité nasale.
Dans l’ensemble, les scientifiques ont mentionné que les αReps représentent une approche viable pour les thérapies COVID-19 pour cibler la cavité nasale et réduire la propagation virale dans le cadre proximal en raison de leur stabilité et de leur efficacité substantielles contre les variantes du SRAS-CoV-2.
conclusion
Pour résumer, les résultats de l’étude ont démontré que deux séquences de protéines biosynthétiques, à savoir C2 et F9, avaient une forte affinité pour le SARS-CoV-2 RBD et empêchaient efficacement l’entrée du SARS-CoV-2 dans les cellules en culture (in vitro). Les valeurs EC50 neutralisantes ont été réduites à la plage de 10 nM par des αReps assemblés via des connexions non covalentes et covalentes. De plus, dans le modèle de hamster du SRAS-CoV-2, l’instillation d’un dimère αRep dans la cavité nasale a considérablement réduit la pathogénicité et la réplication virales. Un homotrimère C2 et la protéine de fusion F9-C2 ont puissamment inhibé les mutants du SRAS-CoV-2, même le variant Omicron antigéniquement étranger.
Dans l’ensemble, la présente étude a montré que les protéines artificielles, αReps, pourraient être développées en traitements contre le SRAS-CoV-2 ciblant de nouvelles variantes virales. Les inhibiteurs protéiques stables, tels que αReps et leurs dérivés, pourraient être une option prometteuse pour menacer de futures pandémies liées à divers virus respiratoires émergents suite à des initiatives visant à les stabiliser dans la cavité nasale et à l’amélioration technique de la sélection des liants.
*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.
