De nouvelles recherches se concentrent sur la surface externe du coronavirus pour en savoir plus sur la façon dont COVID-19 cicatrise les poumons.
(Inside Science) -- L'une des caractéristiques d'une infection grave par le SRAS-CoV-2, le virus qui cause le COVID-19, est les dommages qu'il peut causer aux poumons, ce qui peut les laisser des cicatrices d'une manière qui peut causer de longues -problèmes à terme. Maintenant, en étudiant les moindres détails de la façon dont les protéines du virus interagissent avec nos cellules, les chercheurs ont découvert comment il provoque ces dommages – et ont suggéré un moyen de développer des médicaments qui les empêcheront.
Qun Liu, biologiste structural au Brookhaven National Laboratory à New York, et ses collègues voulaient étudier comment le virus nous attaque au niveau cellulaire. Ils ont donc utilisé une technique d'imagerie puissante appelée cryomicroscopie électronique pour examiner comment l'une des protéines qui composent le SRAS-CoV-2 interagit avec nos cellules après l'infection. Ils se sont concentrés sur la protéine d'enveloppe, appelée E en abrégé, l'une des trois protéines qui composent la surface externe du virus, avec la protéine membranaire et la protéine de pointe familière qui est la cible des vaccins. Ils ont choisi E parce qu'il avait été largement négligé par d'autres scientifiques. "Les gens ont presque ignoré cette protéine importante parce qu'elle n'est pas facile à travailler", a déclaré Liu.
L'équipe de Liu a découvert que E remplit deux fonctions différentes pour le virus. Premièrement, en tant que l'une des trois protéines de surface, elle a un rôle structurel dans la cohésion du virus. Sans E, le virus ne serait pas capable d'assembler de nouvelles copies de lui-même. Mais il a aussi un rôle secondaire : il aide le virus à se propager dans tout le corps d'une manière qui laisse des poumons marqués et endommagés dans son sillage.
Une fois que le virus utilise sa protéine de pointe pour se lier à une cellule et y pénétrer, E poursuit une nouvelle cible, les protéines de jonction cellulaire qui maintiennent les espaces entre les cellules pulmonaires bien fermés. À l'aide d'une imagerie sophistiquée et de modèles informatiques 3D, Liu a montré que la petite protéine E s'insère parfaitement dans une minuscule poche d'une protéine de jonction cellulaire à l'intérieur du poumon, appelée PALS1, et la retire de sa place, perturbant l'intégrité de la surface du poumon. Une fois que cela se produit, notre système immunitaire essaie de réparer les dommages, mais réagit parfois de manière excessive, déclenchant les "tempêtes de cytokines" de protéines immunitaires qui peuvent provoquer une inflammation grave. Et avec l'affaiblissement des connexions entre les cellules, il devient plus facile pour les virus de s'échapper des poumons et de voyager dans la circulation sanguine pour infecter d'autres organes.
Liu a déclaré que ce travail pourrait aider à la conception de médicaments qui préviennent les dommages. "Nous fournissons un modèle physique que les gens peuvent utiliser pour comprendre comment supprimer l'interaction entre E et PALS1", a-t-il déclaré. Le travail est publié aujourd'hui dans la revue Nature Communications.
Michel Fodje, biologiste structural à la Canadian Light Source à Saskatoon, a déclaré que ce travail est important car il nous aide à la fois à comprendre comment le virus se propage dans les cellules et dans tout le corps, et il identifie une nouvelle cible pour les médicaments qui pourraient aider à prévenir certains des dommages causés par le virus. "E utilise PALS1 pour aider le virus à proliférer et à se multiplier", a-t-il déclaré. "En comprenant comment ils se lient, nous pouvons trouver un moyen d'arrêter ce processus."
Un médicament qui imite E à certains égards, par exemple, pourrait rivaliser avec lui pour les sites de liaison sur les protéines PALS1 du poumon, occupant de l'espace et évinçant le virus. Ou d'autres médicaments pourraient cibler E lui-même, le détruisant ou l'attachant de sorte qu'il ne puisse pas faire son travail principal de faire partie de la surface virale. « Si nous nous débarrassons de E, le virus ne sera pas virulent ; il ne pourra pas survivre », a déclaré Liu.
La prochaine étape pour Liu et son équipe consiste à rechercher des interactions entre E et d'autres protéines de jonction cellulaire - il existe toute une famille d'entre elles qui effectuent des tâches similaires dans les poumons. "Nous chercherons un motif commun pour voir si nous pouvons développer des inhibiteurs communs", a-t-il déclaré.
