IMAGE : Des images représentatives de cellules de contrôle endothélial vasculaire (à gauche) et de cellules traitées avec la protéine SARS-CoV-2 Spike (à droite) montrent que la protéine de pointe provoque une fragmentation mitochondriale accrue dans les cellules vasculaires..
Voir plus
Crédit: Salk Institute
LA JOLLA - (30 avril 2021) Les scientifiques savent depuis un certain temps que les protéines "spike" distinctives du SRAS-CoV-2 aident le virus à infecter son hôte en se fixant sur des cellules saines. Maintenant, une nouvelle étude majeure montre qu'ils jouent également un rôle clé dans la maladie elle-même.
L'article, publié le 30 avril 2021, dans Recherche sur la circulation, montre également de manière concluante que le COVID-19 est une maladie vasculaire, démontrant exactement comment le virus SARS-CoV-2 endommage et attaque le système vasculaire au niveau cellulaire. Les résultats aident à expliquer la grande variété de complications apparemment non liées du COVID-19 et pourraient ouvrir la porte à de nouvelles recherches sur des thérapies plus efficaces.
«Beaucoup de gens la considèrent comme une maladie respiratoire, mais c'est vraiment une maladie vasculaire», déclare le professeur adjoint de recherche Uri Manor, co-auteur principal de l'étude. "Cela pourrait expliquer pourquoi certaines personnes ont des accidents vasculaires cérébraux et pourquoi certaines personnes ont des problèmes dans d'autres parties du corps. Le point commun entre elles est qu'elles ont toutes des fondements vasculaires."
Les chercheurs de Salk ont collaboré avec des scientifiques de l'Université de Californie à San Diego sur l'article, notamment le co-premier auteur Jiao Zhang et le co-auteur principal John Shyy, entre autres.
Bien que les résultats eux-mêmes ne soient pas entièrement une surprise, l'article fournit une confirmation claire et une explication détaillée du mécanisme par lequel la protéine endommage les cellules vasculaires pour la première fois. Il y a un consensus croissant sur le fait que le SRAS-CoV-2 affecte le système vasculaire, mais on ne comprend pas exactement comment il l'a fait. De même, les scientifiques qui étudient d'autres coronavirus soupçonnent depuis longtemps que la protéine de pointe a contribué à endommager les cellules endothéliales vasculaires, mais c'est la première fois que le processus est documenté.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont créé un «pseudovirus» qui était entouré de la couronne classique SARS-CoV-2 de protéines de pointe, mais ne contenait aucun virus réel. L'exposition à ce pseudovirus a entraîné des dommages aux poumons et aux artères d'un modèle animal - prouvant que la protéine de pointe seule était suffisante pour provoquer la maladie. Les échantillons de tissus ont montré une inflammation des cellules endothéliales tapissant les parois des artères pulmonaires.
L'équipe a ensuite reproduit ce processus en laboratoire, exposant des cellules endothéliales saines (qui tapissent les artères) à la protéine de pointe. Ils ont montré que la protéine de pointe endommageait les cellules en se liant à ACE2. Cette liaison a perturbé la signalisation moléculaire d'ACE2 aux mitochondries (organites qui génèrent de l'énergie pour les cellules), provoquant des dommages et une fragmentation des mitochondries.
Des études antérieures ont montré un effet similaire lorsque les cellules étaient exposées au virus SRAS-CoV-2, mais il s'agit de la première étude à montrer que les dommages se produisent lorsque les cellules sont exposées seules à la protéine de pointe.
«Si vous supprimez les capacités de réplication du virus, il a encore un effet néfaste majeur sur les cellules vasculaires, simplement en raison de sa capacité à se lier à ce récepteur ACE2, le récepteur de la protéine S, désormais célèbre grâce au COVID», explique Manor.. "D'autres études avec des protéines de pointe mutantes fourniront également de nouvelles informations sur l'infectivité et la gravité des virus SARS CoV-2 mutants."
Les chercheurs espèrent ensuite examiner de plus près le mécanisme par lequel la protéine ACE2 perturbée endommage les mitochondries et les fait changer de forme.
###
Les autres auteurs de l'étude sont Yuyang Lei et Zu-Yi Yuan de l'Université Jiaotong à Xi'an, en Chine; Cara R. Schiavon, Leonardo Andrade et Gerald S. Shadel de Salk; Ming He, Hui Shen, Yichi Zhang, Yoshitake Cho, Mark Hepokoski, Jason X.-J. Yuan, Atul Malhotra, Jin Zhang de l'Université de Californie à San Diego; Lili Chen, Qian Yin, Ting Lei, Hongliang Wang et Shengpeng Wang du Centre des sciences de la santé de l'Université Xi'an Jiatong à Xi'an, Chine.
La recherche a été soutenue par les instituts nationaux de la santé, la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine, le Fonds des sciences naturelles du Shaanxi, le programme national de recherche et de développement clé, le premier hôpital affilié de l'Université Xi'an Jiaotong; et l'Université Xi'an Jiaotong.
À propos du Salk Institute for Biological Studies:
Chaque cure a un point de départ. Le Salk Institute incarne la mission de Jonas Salk d'oser faire des rêves une réalité. Ses scientifiques de renommée internationale et primés explorent les fondements mêmes de la vie, à la recherche de nouvelles connaissances en neurosciences, en génétique, en immunologie, en biologie végétale et plus encore. L'Institut est une organisation indépendante à but non lucratif et un monument architectural : petit par choix, intime par nature et intrépide face à tout défi. Que ce soit le cancer ou la maladie d'Alzheimer, le vieillissement ou le diabète, Salk est le point de départ des traitements. En savoir plus sur : salk.edu.
Avertissement: AAAS et EurekAlert ! ne sont pas responsables de l'exactitude des communiqués de presse publiés sur EurekAlert ! par les institutions contributrices ou pour l'utilisation de toute information via le système EurekAlert.
