Les scientifiques ouvrent de nouvelles fenêtres pour mieux comprendre la course aux armements évolutive en constante évolution entre les virus et les hôtes qu’ils cherchent à infecter. Les organismes hôtes et les agents pathogènes sont dans un match d’échecs perpétuel pour exploiter les faiblesses de chacun.
Une telle recherche contient des indices alléchants pour la santé humaine puisque le système immunitaire est en alerte constante pour déployer des contre-mesures contre les nouvelles attaques virales. Mais déclencher trop de réponses défensives peut entraîner des lésions tissulaires auto-infligées et des maladies.
Une nouvelle étude publiée dans la revue eLife par des biologistes de l’Université de Californie à San Diego a révélé des informations sur les mécanismes adaptatifs complexes d’un système protecteur utilisé par les cellules du système immunitaire des mammifères. Grâce à une approche multidisciplinaire combinant bioinformatique, biochimie et virologie, les étudiants diplômés en sciences biologiques Brian Tsu, Chris Beierschmitt et Andy Ryan, le professeur adjoint Matt Daugherty et leurs collaborateurs à l’UC Berkeley ont trouvé des fonctions défensives surprenantes coordonnées par une protéine appelée NLRP1, qui sert de capteur pour agents pathogènes invasifs.
L’étude impliquait Picornaviridae virus de la famille, qui génèrent des protéases, ou « ciseaux » moléculaires, qui peuvent cliver et activer NLRP1. Ces virus comprennent des agents pathogènes humains tels que le poliovirus, le virus coxsackie (responsable de la fièvre aphteuse) et le rhinovirus (l’une des causes les plus fréquentes du rhume).
L’analyse a révélé que NLRP1 a récemment évolué pour «détecter» ces protéases virales à travers un type de piège qui déclenche une réponse immunitaire en réaction à la coupure des protéases virales. Fait intéressant, NLRP1 a évolué pour ce faire en imitant les sites naturels que la protéase virale doit normalement couper pour que le virus se réplique, ce qui rend difficile pour le virus d’éviter le clivage de NLRP1 tout en maintenant sa capacité à survivre.
Dans notre article, nous montrons que NLRP1 agit pour amorcer le clivage de la protéase virale et déclencher une sorte d’alarme, ou de fil de déclenchement, dans l’organisme. C’est comme un talon d’Achille face au virus. Cela permet à l’organisme hôte de développer des moyens de tirer parti de ce clivage contraint par l’évolution. «
Brian Tsu, auteur principal de l’étude
Daugherty a déclaré que les résultats offrent un changement intéressant des croyances conventionnelles sur la dynamique virus-hôte.
«Nous pensons souvent que les virus profitent du fait que hôtes évoluent lentement, mais nous constatons que les hôtes ont renversé la situation et utilisé le fait que les virus sont vraiment bloqués ici à leur avantage, et donc ils utilisent cette contrainte pour activer une réponse immunitaire. «
Alors que l’évolution est souvent considérée comme se produisant une étape après l’autre, les virus analysés dans cette étude auraient besoin de modifier simultanément de nombreuses régions au sein de leurs protéines virales pour évoluer autour de la défense tripwire, ce qui serait extrêmement difficile.
La recherche a été dérivée dans les cellules, mais jette les bases de futures applications cliniques potentielles dans lesquelles la fonction tripwire pourrait être utilisée dans les défenses immunitaires des systèmes humains tels que les poumons, le cerveau et d’autres domaines. Sur la base des résultats de l’étude dans des cellules individuelles, de nouvelles voies de recherche s’ouvrent pour étudier le fonctionnement du tripwire dans des organismes entiers.
«Je suis particulièrement enthousiaste à l’idée de rechercher davantage de ces cas, car c’est une manière évolutive élégante de détecter et de répondre à une infection virale», a déclaré Daugherty.
La source:
Université de Californie à San Diego
Référence du journal:
Tsu, BV, et coll. (2021) Diverses protéases virales activent l’inflammasome NLRP1. eLife. doi.org/10.7554/eLife.60609.
