Les scientifiques utilisant la source avancée de photons ont découvert de nouvelles informations sur la façon dont le virus SARS-CoV-2 se camoufle à l'intérieur du corps humain.
Des scientifiques du monde entier travaillent depuis des mois pour identifier et développer des traitements qui combattent le SRAS-CoV-2, le virus qui cause le COVID-19. Une partie importante de ce processus consiste à comprendre comment le virus échappe à la détection à l'intérieur du corps humain, se camouflant pour se cacher du système immunitaire du corps.
Une équipe de chercheurs utilisant Advanced Photon Source (APS), une installation utilisateur du Bureau de la science du Département de l'énergie des États-Unis (DOE) au Laboratoire national d'Argonne du DOE, a révélé des informations sur le mécanisme utilisé par le virus pour échapper au système immunitaire. Cette découverte cruciale a été publiée dans Nature Communications.
Le virus utilise le mécanisme classique de camouflage et d'exploitation de la machinerie hôte pour sa propre synthèse protéique. Il pénètre dans la cellule hôte et son ARN messager ressemble à l'ARN messager hôte. «
Yogesh Gupta, professeur adjoint, University of Texas Health Center à San Antonio
« De nombreux chercheurs étudient la manière dont le virus pénètre dans une cellule », a déclaré Yogesh Gupta, professeur adjoint au Centre des sciences de la santé de l'Université du Texas à San Antonio et auteur correspondant de l'article. « Nous voulions voir ce qui se passe quand il est à l'intérieur de la cellule. Comment le virus survit-il et échappe-t-il aux mécanismes immunitaires? »
Pour ce faire, Gupta et son équipe ont examiné deux des protéines SRAS-CoV-2, appelées protéines non structurales 10 et 16, en utilisant les rayons X ultra-lumineux générés par l'APS. Le travail a été effectué sur la ligne de faisceau de l'équipe d'accès collaboratif du nord-est (NE-CAT), numéro 24-ID, qui est gérée par l'Université Cornell.
Ils ont découvert que le virus SARS-CoV-2 utilise des moyens uniques pour camoufler son messager acide ribonucléique (ARN), la molécule simple brin qui porte le code génétique de synthèse des protéines, pour imiter ceux de la cellule hôte. Le système immunitaire ne peut pas le différencier du propre ARN messager du corps, il ne combat donc pas le virus.
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« Le virus utilise le mécanisme classique de camouflage et d'exploitation de la machinerie hôte pour sa propre synthèse protéique », a-t-il déclaré. « Il entre à l'intérieur de la cellule hôte et son ARN messager ressemble à l'ARN messager hôte. »
Gupta a déclaré que ce processus était considéré comme similaire à ceux observés dans les coronavirus précédents, mais son équipe a observé certaines caractéristiques uniques de la protéine SARS-CoV-2. Comprendre comment ce virus particulier utilise cette protéine pour éviter la détection aidera à concevoir de nouveaux traitements. Ce qu'il faut, a-t-il déclaré, c'est un médicament qui cible le virus, pas l'hôte, et en savoir plus sur le mécanisme de camouflage aidera à en développer un.
L'équipe de recherche a également découvert une poche unique dans la structure des protéines, qui n'est pas présente dans les coronavirus précédents. Cette poche, a déclaré Gupta, peut être une cible forte pour le développement antiviral.
NE-CAT est l'une des 16 lignes de lumière de l'APS qui ont consacré une partie importante du temps de faisceau à la recherche sur le COVID-19, en utilisant une technique appelée cristallographie macromoléculaire. Cela implique la diffraction de faisceaux de rayons X sur des cristaux issus de protéines synthétiques -; Les scientifiques de l'APS ne travaillent pas avec le virus vivant -; pour déterminer précisément leurs structures, souvent en complexe avec des candidats-médicaments ou d'autres produits chimiques.
L'équipe de recherche a accédé à distance à la ligne de lumière NE-CAT, en la faisant fonctionner via une interface informatique. Les expériences à distance et par courrier sont au centre de l'APS depuis mars, à la suite de la pandémie COVID-19.
Mais les scientifiques utilisant NE-CAT sont probablement habitués à l'interface, puisque 95% des recherches de la ligne de lumière sont effectuées à distance, selon Frank Murphy, directeur associé de NE-CAT et associé de recherche principal à Cornell.
«L'APS est un endroit idéal pour faire de la science des photons», a déclaré Murphy, «et c'est le meilleur endroit au monde pour faire de la cristallographie macromoléculaire. Nous avons tellement de bonnes personnes et de bonnes lignes de lumière.
L'équipe de Gupta utilise l'APS depuis 2007, employant diverses techniques de rayons X pour découvrir des informations sur les structures biologiques.
«L'APS est une installation unique qui nous permet de mesurer les données de diffraction des rayons X avec précision et rapidement», a-t-il déclaré. « Nous avons la chance d'avoir une relation avec l'APS, et cela nous a permis d'approfondir nos connaissances sur les mécanismes de base de ce virus. »
La source:
Laboratoire national DOE / Argonne
Référence du journal:
Viswanathan, T., et al. (2020) Base structurelle de la modification du cap d'ARN par SARS-CoV-2. Communications de la nature. doi.org/10.1038/s41467-020-17496-8.
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