Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de préimpression, les chercheurs ont rapporté que la transmissibilité accrue de la variante Omicron du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) n’est pas due à ses seules capacités d’évasion immunitaire, mais à des mécanismes alternatifs d’entrée cellulaire qui lui permettent d’échapper à la facteurs antiviraux induits par l’interféron.
Étude: Omicron Spike confère une infectiosité et une résistance à l’interféron améliorées contre le SRAS-CoV-2 dans les tissus nasaux humains. Crédit d’image : angellodeco/Shutterstock.com
*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.
Sommaire
Arrière-plan
L’entrée cellulaire du SRAS-CoV-2 se produit lorsque la protéine de pointe virale se lie au récepteur de l’enzyme de conversion de l’angiotensine-2 (ACE-2), altérant la confirmation de la protéine de pointe et activant le clivage par les sérine protéases telles que la sérine protéase transmembranaire 2 ( TMPRSS2) ou des métalloprotéinases matricielles (MMP).
Ce clivage permet à la protéine de pointe de déclencher la fusion de la membrane virale avec la membrane cellulaire, libérant le contenu viral dans la cellule hôte.
La variante Omicron (BA.1) est apparue après que les efforts mondiaux pour compléter les vaccinations primaires étaient bien avancés. La variante Omicron et ses sous-variantes ont rapidement remplacé les variantes dominantes existantes et ont présenté de nombreuses nouvelles mutations dans le domaine de liaison au récepteur de la protéine de pointe.
Ces nouvelles mutations ont amélioré la liaison du récepteur ACE-2 et permis l’évasion des anticorps neutralisants provoqués par les vaccins contre la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), augmentant potentiellement la transmissibilité de la variante Omicron.
Cependant, on pense également que la variante Omicron utilise des voies d’entrée cellulaires différentes des variantes précédentes du SRAS-CoV-2.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont comparé les capacités de la variante Omicron, de la variante Delta et de la variante ancestrale du SRAS-CoV-2 (USA-WA1/2020) à envahir les cellules épithéliales nasales humaines cultivées dans l’interface air-liquide (ALI) .
Des cellules épithéliales nasales regroupées obtenues à partir de trois donneurs ont été cultivées sous forme de monocouches submergées pour propager les cellules dans un état indifférencié ou basal. La coloration par immunofluorescence a été utilisée pour confirmer l’état indifférencié des cellules.
Les monocouches de cellules épithéliales nasales ont ensuite été inoculées avec les variants ancestraux, Omicron et Delta SARS-CoV-2, et une réaction en chaîne par polymérase de transcription inverse quantitative (qRT-PCR) a été réalisée à plusieurs moments pour mesurer l’acide ribonucléique viral (ARN ) et quantifier la réplication virale.
De plus, l’architecture tridimensionnelle pseudostratifiée de l’épithélium nasal a été recréée in vivo en cultivant les cellules épithéliales nasales regroupées de 14 donneurs en ALI.
La présence de noyaux stratifiés et de cils matures à la surface du tissu confirme le statut différencié des cellules.
Ces cellules épithéliales nasales cultivées en ALI ont également été inoculées avec les variantes ancestrales, Omicron et Delta SARS-CoV-2, et les niveaux viraux dans le surnageant du milieu de culture dans lequel les cellules inoculées ont été cultivées ont été quantifiés pour confirmer l’infection.
Pour déterminer l’emplacement subcellulaire de l’entrée cellulaire médiée par les pointes de la variante Omicron, l’aloxistatine (E64d), un inhibiteur de protéase, a été utilisée pour empêcher l’entrée médiée par la cathepsine du SRAS-CoV-2 dans les endolysosomes.
De même, le mésylate de camostat, un inhibiteur de sérine protéase, a également été utilisé individuellement et en combinaison avec E64d pour déterminer la voie d’entrée virale du variant Omicron.
De plus, des cellules épithéliales nasales indifférenciées ont été traitées avec de l’interféron de type I (IFN-β) et de l’interféron de type III (IFN-λ) et testées avec les variantes ancestrales et Omicron SARS-CoV-2 pour déterminer si les protéines de pointe Omicron mutées ont permis le virus pour échapper à l’état antiviral induit par l’interféron.
Résultats
Les résultats ont indiqué que les variantes Omicron BA.1 et BA.2 présentaient une infectivité plus élevée des cellules épithéliales nasales que les variantes ancestrales et Delta du SRAS-CoV-2. Cela s’explique en partie par l’adhérence accrue des virions Omicron à la surface des cellules épithéliales nasales.
De plus, l’étude a également montré que l’entrée de la variante Omicron dans la cellule épithéliale nasale est indépendante de TMPRSS2 ou de toute autre protéase à sérine et utilise à la place des MMP cellulaires pour pénétrer dans la cellule hôte.
En outre, l’infection médiée par les protéines de pointe des cellules épithéliales nasales par la variante Omicron s’est avérée échapper à l’état antiviral induit par l’IFN-β et l’IFN-λ, ce qui suggère que l’entrée virale dans la cellule hôte à l’aide de MMP pourrait permettre l’évasion de l’état antiviral induit par l’interféron.
Bien que la variante Omicron BA.1 ait montré une réplication plus élevée dans les cellules épithéliales nasales indifférenciées que les variantes ancestrales et Delta du SRAS-CoV-2, dans les petites cellules épithéliales indifférenciées des voies respiratoires ou pulmonaires, la variante Omicron ne s’est pas répliquée, tandis que le SRAS ancestral -La variante CoV-2 a une cinétique de réplication similaire dans les cultures de cellules épithéliales nasales et pulmonaires.
Cela suggère que l’avantage de croissance de la variante Omicron en raison des nouvelles mutations dans les protéines de pointe était spécifique des cellules épithéliales des voies respiratoires supérieures.
Le rôle des nouvelles mutations de la protéine de pointe dans l’infectivité accrue du tissu nasal a été confirmé lorsqu’un SRAS-CoV-2 ancestral recombinant codant pour la protéine de pointe de la variante Omicron BA.1 a montré une infectivité plus élevée des cellules épithéliales nasales que la variante ancestrale codant pour le WA.1 ou protéine de pointe Delta.
conclusion
Dans l’ensemble, les résultats ont indiqué que la transmissibilité accrue de la variante SARS-CoV-2 Omicron ne pouvait être attribuée que partiellement à l’adhérence plus élevée de la protéine de pointe virale au récepteur ACE-2 ou à la capacité d’échapper à l’immunité induite par le vaccin.
La capacité accrue de la variante Omicron à envahir les cellules épithéliales nasales et la résistance à l’état antiviral induit par l’interféron potentiellement activée par la dépendance aux MMP plutôt qu’aux protéases à sérine pourraient également être à l’origine de la transmission accrue de la variante SARS-CoV-2 Omicron.
*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.
