L’infection par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) induit diverses complications de santé dans tout le corps. Nouvelle recherche publiée dans la revue Nature ont découvert que la présence de SRAS-CoV-2 dans les poumons a entraîné des pneumocytes anormaux et une fusion cellulaire médiée par des protéines de pointe. Leurs découvertes ont également montré que l’activation de la protéine TMEM16F induit une fusion cellulaire. Par conséquent, les médicaments inhibant le canal ionique activé par le calcium TMEM16F / Anoctamin6, tels que le niclosamide – un médicament utilisé pour traiter les infestations de ténias – pourraient servir de traitements potentiels pour réduire la gravité de l’infection au COVID-19.
Les chercheurs écrivent:
«Le niclosamide a déjà été signalé comme étant actif contre divers virus enveloppés et non enveloppés, y compris le SRAS-CoV-2. Bien que ce médicament ait une solubilité relativement faible, il existe des preuves d’une absorption considérable, avec des taux sériques pouvant atteindre 1 à 20 µM. Ensemble, nos résultats fournissent un mécanisme et une justification pour la réutilisation du niclosamide pour traiter les patients atteints de COVID-19. »
Ténia sous le microscope – rendu 3D. Crédit d’image: Crevis / Shutterstock
Activité de fusion cellulaire dans les cellules pulmonaires des patients COVID
L’équipe de recherche a évalué les organes de 41 patients italiens décédés en raison du COVID-19 de mars à mai 2020. Environ 90% des patients ont présenté une morphologie cellulaire anormale montrant une syncytie avec un nombre variable de noyaux. Les cellules syncytiales étaient positives pour l’ARN du SRAS-CoV-2.
Sur la base d’observations, les chercheurs ont émis l’hypothèse que les cellules fusionnées étaient probablement dues à la protéine de pointe du SRAS-CoV-2. Cela a été confirmé lorsqu’une étude in vitro a introduit l’ADNc de protéine de pointe optimisée pour les codons dans les cellules et a découvert plus tard une syncytie.
Le niclosamide et la salinomycine sont les plus efficaces pour prévenir l’activité antivirale
La prochaine étape pour les chercheurs était de rechercher des médicaments qui pourraient prévenir la syncytie induite par les pics. Au total, 83 candidats médicaments potentiels ont été identifiés et 43 ont été testés dans des cellules infectées par le SRAS-CoV-2.
Après 5 jours, les résultats ont montré que la déptropine antihistaminique, l’antidépresseur sertraline et l’antibiotique antileprotique clofazimine ont été sélectionnés pour leur capacité à protéger les cellules contre les effets cytopathiques viraux. Le niclosamide et la salinomycine ont également été sélectionnés sur la base des résultats du dépistage.
Les cinq médicaments ont été testés sur leur efficacité dans la prévention de la mort cellulaire induite par le SRAS-CoV-2 de manière dose-dépendante. Le niclosamide, la clofazimine et la salinomycine ont pu fournir une protection cellulaire et sont passés à la prochaine série de tests.
Le niclosamide et la salinomycine ont empêché la production virale à des doses faibles et élevées, tandis que la clofazimine était 10 fois moins puissante que les deux autres médicaments. Les trois médicaments ont inhibé la réplication virale.
Les médicaments anti-syncytiaux inhibent les canaux ioniques calcium
Une caractéristique commune parmi les médicaments sélectionnés est leur capacité à bloquer la libération de calcium. Les chercheurs ont proposé que la régulation des niveaux de calcium pourrait être un mécanisme d’action potentiel pour les médicaments anti-syncytiaux.
Lors de la piqûre de cellules exprimant l’indicateur de calcium GCaMP6s, co-cultivées avec des cellules U2OS exprimant la protéine fluorescente Spike et mCherry, l’équipe a trouvé plusieurs changements de taux de calcium, qui coïncidaient avec la fusion de cellules exprimant la protéine de pointe.
«La présence de Spike a augmenté l’amplitude des transitoires de Ca2 + dans les cellules individuelles, sans différence de fréquence significative, ce qui suggère que l’expression de Spike amplifie les transitoires de Ca2 + spontanés», ont écrit les chercheurs.
L’administration de niclosamide et de clofazimine a inhibé l’amplitude et la fréquence des oscillations calciques dans les cellules infectées par le SRAS-CoV-2. En revanche, la salinomycine a réussi à bloquer la fusion cellulaire mais n’a pas modifié les taux de calcium.
La libération de calcium se produit dans le réticulum endoplasmique de la cellule. Cela a été confirmé lorsque les chercheurs ont ajouté deux inhibiteurs non compétitifs de la sarco / réticulum endoplasmique Ca2 + ATPase, montrant que les oscillations du calcium cessaient une fois que les réserves de calcium dans le réticulum endoplasmique étaient drainées.
Étant donné que le niclosamide inhibe la famille des canaux chlorure et des scramblases TMEM16 / Anoctamin activée par le calcium, ils ont examiné le TMEM16 comme une cause potentielle de syncytie dans les cellules épithéliales pulmonaires. Ils ont découvert que TMEM16F était exprimé dans toutes les cellules et que l’activation de la protéine TMEM16 par la protéine de pointe SARS-CoV-2 augmentait l’amplitude de la signalisation du calcium.
Le blocage des courants de TMEM16F était possible par le niclosamide mais pas par la clofazimine et la salinomycine.
La régulation à la baisse du TMEM16F a inhibé l’externalisation de la phosphatidylsérine, ce qui signalerait généralement l’apoptose cellulaire dans les cellules avec l’ionophore de calcium ionomycine. Les résultats suggèrent que TMEM16F est nécessaire pour répondre aux changements de taux de calcium.
Un traitement d’une heure au niclosamide ou à la clofazimine a réduit la suppression de l’externalisation de la phosphatidylsérine.
La surexpression de TMEM16F a produit de manière significative une syncytie induite par la protéine de pic de SARS-CoV-2. Cet effet n’a pas été observé dans TMEM16A.
Les chercheurs suggèrent que des thérapies médicamenteuses ciblant la famille TMEM16 pourraient atténuer la pathogenèse du COVID-19.
«Il pourrait participer à l’inflammation (TMEM16A favorise l’activation du NK-κB et la sécrétion d’IL-6), à la thrombose (TMEM16F est essentiel pour le brouillage des lipides dans les plaquettes lors de la coagulation sanguine), au dysfonctionnement des cellules endothéliales et à l’œdème alvéolaire et à la diarrhée par augmentation de la sécrétion de chlorure, »Ont conclu les chercheurs.
