Les coronavirus sont des maîtres du mimétisme, selon une nouvelle étude

Les coronavirus sont capables d’imiter les protéines immunitaires humaines qui ont été impliquées dans les cas graves du Covid-19, selon une étude de chercheurs du Collège des médecins et chirurgiens Vagelos de l’Université de Columbia.

 
Micrographie électronique à balayage coloré d’une cellule (marron) fortement infectée par des particules du virus du SARS-CoV-2 (turquoise), isolée à partir d’un échantillon prélevé sur un patient. Image capturée à l’installation de recherche intégrée (IRF) du NIAID à Fort Detrick, Maryland.

L’étude a été publiée en ligne avant d’être imprimée dans Cell Systems.

De nombreux animaux et plantes utilisent l’art du mimétisme pour tromper leurs proies ou leurs prédateurs. Les virus utilisent une stratégie similaire : Les protéines virales peuvent imiter les formes tridimensionnelles des protéines de leur hôte pour tromper ce dernier et l’aider à compléter son cycle de vie.

« Les virus utilisent l’imitation pour la même raison que les plantes et les animaux – la tromperie », explique Sagi Shapira, docteur en médecine, professeur adjoint de biologie systémique au Collège des médecins et chirurgiens de Vagelos de l’Université de Columbia. « Nous avons émis l’hypothèse que l’identification de protéines virales similaires nous donnerait des indices sur la façon dont les virus, y compris le SARS-CoV-2, causent la maladie. »

Les coronavirus sont des maîtres du mimétisme

Dans cette étude*, Shapira a utilisé des superordinateurs pour rechercher des imitations virales avec un programme similaire à un logiciel de reconnaissance faciale en 3D. Ils ont scanné plus de 7.000 virus et plus de 4.000 hôtes dans les écosystèmes de la Terre et ont découvert 6 millions de cas d’imitation virale.

« Le mimétisme est une stratégie plus répandue parmi les virus que nous ne l’avions jamais imaginé », explique M. Shapira. « Il est utilisé par toutes sortes de virus, indépendamment de la taille du génome viral, de la façon dont le virus se réplique, ou si le virus infecte des bactéries, des plantes, des insectes ou des personnes ».

Mais certains types de virus ont plus souvent recours à l’imitation que d’autres. Les papillomes et les rétrovirus, pas tellement. Les coronavirus, en revanche, sont particulièrement efficaces et on a constaté qu’ils imitaient plus de 150 protéines, dont beaucoup contrôlent la coagulation sanguine ou activent le complément – un ensemble de protéines immunitaires qui aident à cibler les agents pathogènes en vue de leur destruction et augmentent l’inflammation dans l’organisme.

« Nous avons pensé qu’en imitant le complément immunitaire et les protéines de coagulation de l’organisme, les coronavirus pouvaient conduire ces systèmes à un état hyperactif et provoquer la pathologie que nous observons chez les patients infectés », explique M. Shapira.

Des études humaines soutiennent le rôle des imitations virales dans le COVID

Au cours de la pandémie, il est devenu évident que de nombreux patients atteints de COVID ont des problèmes de coagulation et certains sont maintenant traités avec des anticoagulants et des médicaments qui limitent l’activation du complément.

Dans un autre article publié dans Nature Medicine, les chercheurs de Columbia ont trouvé des preuves que la dysrégulation fonctionnelle et génétique du complément immunitaire et des protéines de coagulation est associée à une forme grave de COVID-19. Ils ont découvert que les personnes atteintes de dégénérescence maculaire (qui est associée à une activation accrue du complément) étaient plus susceptibles de mourir du COVID-19, que les gènes du complément et de la coagulation sont plus actifs chez les patients contaminés par le COVID-19, et que les personnes présentant certaines mutations des gènes du complément et de la coagulation sont plus susceptibles d’être hospitalisées pour le COVID-19.

Depuis que cette information est paru pour la première fois ce printemps dans une prépublication, d’autres chercheurs ont également découvert des liens entre le complément et la gravité du COVID et plusieurs essais cliniques sur les inhibiteurs du complément ont été lancés.

Selon M. Shapira, l’étude des fonctions des protéines virales et du mimétisme suggère que la connaissance de la biologie des virus sous-jacents pourrait être un moyen de mieux comprendre comment les virus provoquent des maladies et qui peut être le plus à risque.

« Les virus ont déjà trouvé comment exploiter leurs hôtes », dit M. Shapira. « En étudiant les virus, nous pouvons non seulement révéler les principes fondamentaux de la biologie, mais aussi comment ils perturbent l’homéostasie cellulaire et provoquent des pathologies. L’espoir est qu’un jour nous pourrons utiliser ces connaissances pour riposter ».

« Au-delà du COVID-19, les informations que nous recueillons sur la façon dont les protéines virales individuelles fonctionnent – à travers tous les virus sur Terre – pourraient un jour être utilisées comme éléments de base dans les interventions médicales et agricoles ».

*L’étude, intitulée « A Sweep of Earth’s Virome Reveals Host-Guided Viral Protein Structural Mimicry and Points to Determinants of Disease », a été publiée en ligne dans Cell Systems, le 13 octobre 2020.

yogaesoteric
12 décembre 2020