Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de préimpression, les chercheurs ont démontré que les thiopurines bloquent l’assemblage et l’intégration des protéines de pointe (S) des coronavirus (CoV) dans les virions de la descendance.
Sommaire
Contexte
Les CoV sont des virus enveloppés contenant des génomes d’acide ribonucléique (ssRNA) à sens positif et simple brin. Les CoV humains (HCoV) tels que HCoV-229E et HCoV-NL63 appartiennent aux genres α-CoV. De plus, le syndrome respiratoire aigu sévère CoV 2 (SARS-CoV-2), le SARS-CoV, le syndrome respiratoire du Moyen-Orient CoV (MERS-CoV), le HCoV-HKU1 et le HCoV-OC43 appartiennent aux genres β-CoV.
L’émergence du MERS-CoV et du SRAS-CoV à partir d’hôtes animaux et la pandémie actuelle de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) provoquée par le SRAS-CoV-2 ont alimenté la recherche et le développement d’antiviraux efficaces. Les approches de réorientation des médicaments ont aidé ces efforts en identifiant les antiviraux parmi les médicaments précédemment autorisés pour un usage humain. Cependant, des médicaments antiviraux à large spectre d’action sont désespérément nécessaires pour lutter contre les infections virales émergentes.
Les thiopurines ont été utilisées comme immunomodulateurs et dans le traitement du cancer et des troubles inflammatoires pendant plus de 50 ans. Les auteurs de la présente étude avaient précédemment signalé que la 6-thioguanosine (6-TGo) et la 6-thioguanine (6-TG) empêchaient sélectivement la multiplication du virus de la grippe A (IAV). Cette inhibition s’est faite en stimulant la réponse protéique dépliée (UPR) et en entravant l’assemblage et le traitement des glycoprotéines virales. Néanmoins, si la 6-TG et les thiopurines similaires entravent la glycoprotéine du CoV, on ne sait pas.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont cherché à savoir si la 6-TG et ces thiopurines entravent la glycoprotéine CoV. Les auteurs ont émis l’hypothèse que la 6-TG inhibe les protéases à cystéine de type papaïne du SRAS-CoV-2, du SRAS-CoV et du MERS-CoV (PLpro) in vitro. Des modèles complémentaires d’infection de culture cellulaire et d’expression ectopique ont été utilisés pour les évaluations.
Les lignées cellulaires utilisées dans l’étude comprennent des cellules de rein de singe vert africain et d’hépatome humain Huh-7.5 Vero, des cellules de rein embryonnaire humain (HEK) 293A et 293T, des reins de bébé hamster (BHK-21) et des cellules d’adénocarcinome pulmonaire Calu-3. De plus, les souches de SARS-CoV-2 utilisées étaient SARS-CoV-2/SB3-TYAGNC et SARS-CoV-2/Canada/ON/VIDO-01/2020. Les effets des thiopurines (6-TG, 6-mercaptopurine (6-MP) et 6-TGo) sur le SRAS-CoV-2 ont été évalués à l’aide de cellules d’adénocarcinome pulmonaire Calu-3. De plus, l’impact de ces trois thiopurines sur HCoV-OC43 et HCoV-229E a également été testé.
Résultats
Les résultats montrent que les thiopurines entravent la réplication des β-CoV SARS-CoV-2 et HCoV-OC43, et dans une moindre mesure, de l’α-CoV HCoV-229E. La variation entre les vulnérabilités α-CoV et β-CoV envers la 6-TG pourrait être associée aux différences intervirales.
Le 6-TG a interrompu la phase précoce de l’infection par les CoV, supprimant ainsi la production d’ARN sous-génomiques et de pleine longueur du HCoV. Ces ARN étaient essentiels à la réplication des HCoV et à la génération de descendants infectieux. L’empêchement médié par 6-TG de l’infection par HCoV-OC43 réduit l’activation de l’enzyme 1 (IRE1) nécessitant l’inositol et l’accumulation du gène cible X-Box Binding Protein 1 (XBP1).
Bien que la 6-TG perturbe la production d’ARN génomiques et sous-génomiques viraux de pleine longueur, l’expression de la protéine hôte reste inchangée. De plus, la 6-TG a diminué l’assemblage des glycoprotéines S dans une variété de HCoV, ce qui était similaire aux découvertes récentes des auteurs sur les impacts des thiopurines sur les glycoprotéines IAV.
L’ajout de 6-TG a réduit la concentration des protéines S et amélioré leur mobilité électrophorétique pour ressembler aux caractéristiques de S après l’élimination enzymatique des oligosaccharides N-liés à l’aide du peptide N-glycosidase F (PNGaseF). Alors que le traitement 6-TG empêche le trafic habituel de S vers la surface cellulaire, ils n’inhiberaient pas la large sécrétion de Ss.
Les particules pseudo-virales (VLP) du SRAS-CoV-2 obtenues à partir de cellules traitées au 6-TG ont démontré une déficience en protéine S. Les lentivirus pseudotypés SARS-CoV-2 S ont eu un impact similaire après le traitement par 6-TG. Les lentivirus collectés à partir de surnageants cellulaires manquaient de S et étaient incapables d’infecter les cellules humaines exprimant les récepteurs de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2).
À de faibles concentrations micromolaires, le mode d’action établi de la 6-TG est l’inactivation sélective du substrat 1 (Rac1) de la petite guanosine triphosphatase (GTPase) liée à Ras de la toxine botulique C3. Cependant, l’inhibition de la 6-TG du petit membre A (RhoA) de la famille des homologues de GTPases Ras, de l’homologue 42 de la protéine de contrôle de la division cellulaire (CDC42) et de Rac1 (43, 44 et 37) n’a eu aucun impact sur l’agrégation et le traitement du S.
De plus, ML099, un agoniste étendu de la GTPase, a été capable de combattre les résultats de la 6-TG. Ces inférences impliquaient qu’une GTPase non identifiée pourrait être la protéine cible pertinente de 6-TG impliquée dans le contrôle du traitement et de l’assemblage de S.
conclusion
Les résultats suggèrent que la thérapie 6-TG provoque une altération du traitement du S et du trafic des CoV. Le traitement avec un agoniste pan-GTPase surpasse les résultats du traitement avec la 6-TG. L’étude met en évidence le rôle potentiel des inhibiteurs de la GTPase en tant qu’antiviraux dirigés contre l’hôte.
Dans l’ensemble, les travaux actuels mettent en lumière les modes d’action d’un puissant antiviral, le 6-TG, qui peut cibler largement les HCoV. L’étude implique que les petites GTPases pourraient être des cibles potentielles pour les antiviraux et présente également l’effet de la maturation des glycoprotéines sur la biologie des CoV.
*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.