L’éclosion de l’infection par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) à Wuhan, en Chine, en décembre 2019 a conduit à la nouvelle maladie à coronavirus (CoV) 2019 (COVID-19), provoquant une importante crise de santé publique mondiale.
L’Organisation mondiale de la santé (OMS) a déclaré la pandémie de COVID-19 le 11 mars 2020 en raison d’une augmentation alarmante des cas dans le monde. Des stratégies et des thérapies anti-CoV spécifiques sont essentielles pour le traitement et la prévention du COVID-19.
Arrière plan
Actuellement, sept CoV différents sont connus pour provoquer des maladies respiratoires chez l’homme. Paxlovid (Pfizer) a été approuvé pour une autorisation d’utilisation d’urgence par la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis en réponse au SRAS-CoV-2. Paxlovid contient l’antiviral Nirmatrelvir/Ritonavir qui bloque l’activité de la protéase SARS-CoV-2 3CL (3CLpro) et de la protéase principale (Mpro). Cependant, cela peut entraîner des effets secondaires graves et est parfois mortel. De plus, l’émergence de variantes préoccupantes du SRAS-CoV-2 (VOC) a conduit à la nécessité urgente de développer des agents antiviraux, de nouveaux médicaments et de nouveaux vaccins pour prévenir l’infection.
Les protéines de cyclophiline (Cyp) jouent un rôle important au cours du cycle de vie des virus de différentes familles, tels que le virus de l’hépatite C, le virus de l’immunodéficience humaine, le virus de la dengue, le virus du papillome humain, le cytomégalovirus, le virus de la grippe A, le virus de la stomatite vésiculeuse, le virus de l’encéphalite japonaise et divers CoV. Les cycles de vie du NL-63 (HCoV-NL63), du CoV humain 229 E (HCoV-229 E) et du SRAS-CoV qui provoque des infections respiratoires bénignes chez l’homme, ainsi que du coronavirus de la péritonite infectieuse féline (FPIV) qui provoque une maladie mortelle chez chats, serait dépendant de CypA, qui joue un rôle important dans la réplication du CoV. La cyclosporine A (CsA), qui est l’inhibiteur de CypA, peut fournir une suppression à large spectre du CoV.
La cyclophiline A humaine de 18 kDa (hCypA) appartient à la famille des immunophilines et est à la fois présente et conservée chez les procaryotes et les eucaryotes. La protéine hCypA consiste en une activité peptidyl-prolyl cis-trans isomérase (PPIase) et peut effectuer la catalyse de l’isomérisation cis-trans des liaisons peptidiques au niveau des résidus proline ainsi que réguler le trafic et le repliement des protéines. La CsA peut être utile pour inhiber la liaison de hCypA au domaine de liaison au récepteur SARS-CoV-2 (RBD). Il peut inhiber l’activité de la PPIase en se liant à CypA à la fois de manière extracellulaire et intracellulaire. Il a été observé qu’il inhibe la protéine phosphatase calcineurine (Cn) et empêche la translocation d’un facteur nucléaire dans les lymphocytes T activés (NF-AT) qui à son tour empêche la transcription des gènes codant pour les cytokines pro-inflammatoires. Cependant, les études sur l’activité extracellulaire de CypA ne sont pas bien connues.
Des études antérieures ont indiqué que le MERS-CoV et le SARS-CoV contiennent des quantités importantes de CypA pour maintenir leur cycle de vie et accélérer tout défaut de production cellulaire dans leurs cellules cibles. Il a également été observé que CypA interagit de manière intracellulaire avec la protéine 1 (Nsp1) non structurelle du SRAS-CoV. Par conséquent, la CsA peut inhiber la in vitro réplication de divers CoV, dont HCoV-NL63, HCoV-229 E, SARS-CoV, le virus de la bronchite infectieuse aviaire (IBV), le virus de l’hépatite de la souris (MHV) et le FPIV, qui sont génétiquement proches du SARS-CoV-2.
La glycoprotéine de pointe homotrimère (S) assure la médiation de l’entrée du SRAS-CoV-2 via le récepteur de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) de l’hôte. On observe que la reconnaissance du récepteur SARS-CoV-2 ACE2 est similaire à celle du SARS-CoV de 2003. L’expression du récepteur ACE2 humain peut être observée sous la forme d’une protéine liée à la membrane dans divers organes. Le RBD de S1 comprend un noyau et un motif de liaison au récepteur (RBM) qui reconnaît avec précision l’ACE2. De plus, la RBD est importante pour déterminer la transmissibilité interhumaine et interspécifique. De plus, l’identification et l’analyse des interactions entre les protéines hCypA et S du SRAS-CoV-2 ont été réalisées pour comprendre la fonction de hCypA dans le cycle de vie du SRAS-CoV-2.
L’émergence de variants du SRAS-CoV-2 a accru les inquiétudes quant à l’efficacité des vaccins. Les chercheurs ont indiqué que les variantes comprennent des mutations qui peuvent conduire à une transmissibilité élevée, affecter la gravité du COVID-19 et empêcher le vaccin et l’immunité induite par la nature. Ces mutations peuvent également affecter la liaison de la protéine S au récepteur ACE2.
Une nouvelle étude dans le Bioingénierie et médecine translationnelle revue visait à analyser les interactions moléculaires entre la protéine hCypA et les variants du SRAS-CoV-2 afin de déterminer l’impact des variants sur le potentiel de blocage et de liaison du complexe protéique hCypA–S avec le récepteur ACE2.
À propos de l’étude
L’étude impliquait l’achat de différentes variantes du SARS-CoV-2 qui comprenaient les variantes Alpha, Beta, Delta, Gamma, Omicron, Kappa, Epsilon, Deltcron et Lambda ainsi que des anticorps neutralisants anti-SARS-CoV-2, la cyclophiline humaine A , ACE2 recombinant, IgG anti-lapin et anticorps anti-IgG humaine. Après cela, un transfert far-western a été effectué à l’aide d’ACE2, de hCypA et de RBD purifiés. La résonance plasmatique de surface a été utilisée pour déterminer l’affinité de liaison de hCypA aux protéines et variants RBD.
L’analyse structurelle des complexes SARS-CoV-2 – hCypA amarrés à ACE2 a été réalisée pour analyser l’impact de hCypA sur les interactions de la protéine S ACE2. Enfin, un test de flux latéral d’interaction moléculaire (MILF) a été construit pour obtenir des lectures de signaux immunochromatographiques.
Résultats de l’étude
Les résultats ont indiqué que la protéine SARS-CoV-2 était très similaire dans sa structure et sa séquence à la protéine SARS-CoV. De plus, l’affinité de liaison entre les RBD ACE2 et SARS-CoV s’est avérée similaire. On a observé que la protéine hCypA engloutissait le RBM du SRAS-CoV-2 et bloquait l’accès aux résidus clés impliqués dans l’interaction avec l’ACE2. De plus, il a été observé que le site actif de hCypA se composait de sept résidus qui interagissent avec CsA et sont impliqués dans l’activité PPIase. Il a été rapporté que l’interface complexe hCypA – RBD était stabilisée par de nombreuses interactions et cinq liaisons hydrogène intermoléculaires.
La liaison de RBD à hCypA et au récepteur ACE2 a été confirmée par les résultats du far-western blotting. Des valeurs élevées d’énergie de liaison et d’affinité de liaison ont été observées lorsque hCypA interagissait avec SARS-CoV-2 RBD. On a observé que le grippement d’ACE2 avec RBD était réduit en présence de hCypA. De plus, on a observé que les interactions RBD étaient réduites en présence du complexe hCypA – CsA. L’affinité de liaison du complexe hCypA-CsA s’est avérée supérieure à l’affinité de liaison du complexe hCypA-RBD. Par conséquent, la liaison de hCypA-CsA favorise la liaison d’ACE2 à RBD.
Aucune altération structurelle significative n’a été observée pour les variants du SRAS-CoV-2 par rapport au complexe RBD-hCypA de type sauvage, à l’exception de Delta. hCypA s’est lié au RBD de toutes les variantes à l’exception de Delta. Les résidus positifs sur le Delta RBD ont été signalés comme provoquant un encombrement stérique lors de la liaison de hCypA. Les résultats du dosage de la bandelette MILF ont également confirmé que la liaison de hCypA inhibait l’interaction de RBD avec ACE2. Des résultats similaires ont été obtenus pour toutes les variantes du SARS-CoV-2 à l’exception de Delta.
Par conséquent, l’étude actuelle a expliqué que hCypA joue un rôle important en réglant SARS-CoV-2 à l’intérieur de l’hôte. Il peut se lier à RBD et empêcher son interaction avec l’hôte ACE2, ce qui suggère que hCypA peut être utilisé comme cible potentielle pour une thérapie antivirale.
