Une nouvelle étude publiée sur le serveur de préimpression bioRxiv analyse les séquences de protéines de pointe virale de l'épidémie de coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2 (SRAS-CoV-2) au Bengale occidental, en Inde, en les comparant avec des séquences d'autres États indiens et de Wuhan, en Chine.
Partage d'informations sur les isolats viraux
L'Inde a rejoint la liste des pays séquençant le génome du SRAS-CoV-2 à partir d'isolats cliniques. Trois États ont dirigé les efforts – le Kerala, le Gujarat et le Bengale occidental. Les séquences sont téléchargées dans la banque de données GISAID (initiative mondiale sur le partage des données sur la grippe aviaire).
La détermination de la séquence génétique, de la structure et de la fonction des protéines virales est vitale pour la conception d'agents thérapeutiques antiviraux et de vaccins.
Mutations dans le virus
Des changements se produisent dans le génome en réponse à des défis dans l'environnement, l'hôte et la situation géographique. Les changements qui en résultent dans les protéines virales permettent au virus d'exploiter la machinerie cellulaire de l'hôte pour sa propre réplication et transmission.
Finalement, le système immunitaire de l'hôte détecte et produit des réponses protectrices contre le virus. Cela peut entraîner de nouveaux changements dans les protéines structurelles, ce qui l'aide à se masquer à nouveau auprès du système immunitaire.
De telles mutations sont fréquentes dans le coronavirus. Cela se reflète dans les protéines virales, structurelles et non structurelles.
La protéine S
Parmi les protéines virales structurales, la protéine spike a été largement analysée. Cette protéine est présente sur l'enveloppe virale sous forme d'homotrimère.
Chaque monomère est constitué de sous-unités S1 et S2. La sous-unité S1 contient le domaine de liaison au récepteur qui attache le virus à la molécule de récepteur ACE2 sur la membrane de la cellule hôte. La sous-unité S2 est activée par la liaison S1-ACE2 et aide à fusionner le virus à la cellule hôte, entraînant une entrée virale.
Les virus du SRAS-CoV-2 se lient aux récepteurs ACE-2 sur une cellule humaine, le stade initial de l'infection au COVID-19. Crédit d'illustration 3D conceptuelle: Kateryna Kon / Shutterstock
La protéine de pointe a donc été au centre du développement de vaccins et de médicaments antiviraux. Son profil mutationnel devient donc important, car il est nécessaire d'identifier la région conservée de la protéine de pointe pour créer un médicament ou un vaccin largement efficace.
Le travail effectué dans la présente étude
La présente étude analyse les séquences de protéines de pointe des cinq isolats de l'État du Bengale occidental. Les cinq isolats se sont révélés identiques. Les cinq ont montré deux mutations dans la protéine de pointe.
Mutation en S2
L'étude a trouvé une mutation unique à la position 1124 (G → V) dans le domaine S2 de la protéine de pointe dans les cinq isolats du Bengale occidental. Le passage de la glycine d'acide aminé à la valine plus volumineuse, qui est un acide aminé ramifié, peut potentiellement interférer avec le repliement de la protéine à ce stade. Par exemple, dans une glycoprotéine P avec une mutation G → V, une spécificité modifiée du médicament a été observée.
On a observé que cette mutation modifiait la structure secondaire de la protéine de pointe au point où la mutation s'est produite. La protéine de pointe mutante a perdu sa structure de virage au locus de mutation, tandis que quatre hélices supplémentaires se sont produites aux positions 1123, 1124, 1125 et 1126.
En raison de cette altération de la structure secondaire, la fonction de la sous-unité S2 de la protéine de pointe peut également changer. Cela peut entraîner une altération de la façon dont la pointe interagit avec le récepteur, modifiant l'infectiosité.
Les changements dans la structure secondaire ont également été reflétés par des changements dans la structure tertiaire. Ceux-ci incluent une plus grande stabilité. L'analyse de la dynamique moléculaire a montré des changements dans les fluctuations atomiques et les énergies de déformation. En d'autres termes, la mutation pourrait réduire la flexibilité du domaine S2, réduisant la capacité du virus à infecter la cellule.
Mutation partagée
L'étude a également trouvé une mutation en position 614 (D →) dans le domaine S1, en aval du domaine de liaison au récepteur. Cette mutation était commune aux isolats du Bengale occidental et du Gujarat.
« Etant donné que S1 et S2 sont importants dans la liaison au récepteur suivie de l'entrée dans les cellules hôtes, de telles mutations peuvent définir l'affinité ou l'avidité de la liaison au récepteur », expliquent les chercheurs.
L'importance de l'étude
La présente étude est le premier rapport de ce type de mutation dans le SRAS-CoV-2 dans les isolats viraux du Bengale occidental, selon les chercheurs. Un séquençage supplémentaire sera nécessaire pour comprendre la façon dont les variations des protéines de pointe sont réparties dans le monde.
Les mutations fréquentes obligent à maintenir un profil des génomes du monde entier, disent les chercheurs. Ces changements pourraient permettre au virus de se diversifier dans une plus grande gamme d'hôtes, d'infecter plus de types de tissus et de s'adapter plus efficacement à l'environnement hôte.
En conséquence, des souches virales, des sérotypes ou des mutants plus virulents ou mieux adaptés peuvent éventuellement apparaître, avec la capacité d'échapper à la surveillance immunitaire. Des études détaillées de séquençage et de mutation sont les plus nécessaires pour détecter ces changements et produire des médicaments antiviraux plus efficaces.
