Une équipe de scientifiques internationaux a démontré que l’inhibition thérapeutique d’un régulateur transcriptionnel BRD2, nécessaire à l’expression endogène de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2), peut potentiellement supprimer l’infection par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2). L’étude est actuellement disponible sur le bioRxiv* serveur de pré-impression.
Contexte
La pandémie de coronavirus en cours de 2019 (COVID-19) causée par le SRAS-CoV-2 impose de nombreux défis socio-économiques, sanitaires et environnementaux à la population mondiale. En janvier 2021, 99,17 millions de cas confirmés de COVID-19, dont plus de 2,1 millions de décès, ont été signalés à l’Organisation mondiale de la santé. Pour empêcher la propagation rapide du SRAS-CoV-2, toute la communauté scientifique s’efforce de comprendre les mécanismes moléculaires associés à l’interaction virus-hôte.
Il est maintenant bien établi que l’interaction entre la protéine de pointe du SRAS-CoV-2 et l’hôte ACE2 est une condition préalable à l’entrée virale dans les cellules hôtes. Par conséquent, les composants cellulaires perturbant cette interaction pourraient servir de cibles thérapeutiques vitales pour prévenir l’infection par le SRAS-CoV-2.
Dans l’étude actuelle, les scientifiques ont mené un criblage basé sur l’interférence CRISPR (CRISPRi) pour les composants cellulaires qui peuvent modifier l’interaction pic-ACE2. En particulier, ils ont recherché des composants pouvant affecter l’expression endogène de l’ACE2.
Étudier le design
Pour effectuer le criblage CRISPRi, les scientifiques ont sélectionné une lignée de cellules cancéreuses épithéliales du poumon qui exprime de manière endogène ACE2. La réponse la plus élevée a été observée pour les gènes qui sont significativement associés à l’expression d’ACE2. Dans l’étape suivante, ils ont fait taire ces gènes et analysé leur impact sur l’expression d’ACE2. De plus, ils ont analysé si ces gènes peuvent potentiellement affecter l’infection par le SRAS-CoV-2.
Observations importantes
En utilisant le criblage génétique basé sur CRISPRi, les scientifiques ont spécifiquement vérifié les composants cellulaires qui régulent la liaison du domaine de liaison au récepteur de pointe (spike-RBD) avec ACE2. Sur la base des résultats les plus importants observés lors du criblage, ils ont finalement sélectionné cinq gènes; dont, la mise au silence des gènes ACE2 et BRD2 réduit la liaison spike-RBD, et la mise au silence des gènes CDC7, COMP et TRRAP augmente la liaison spike-RBD.
Fait intéressant, ils ont observé que les gènes associés à un niveau inférieur de liaison de pointe-RBD agissent au niveau transcriptionnel pour réduire l’expression d’ACE2. De même, les gènes associés à une liaison plus élevée de spike-RBD se sont avérés augmenter les niveaux de transcription ACE2.
En ce qui concerne l’association entre le silençage du gène cible et l’infection par le SRAS-CoV-2, ils ont observé que le silençage de BRD2 conduit à une inhibition complète de la réplication virale à l’intérieur des cellules hôtes même après 72 heures d’infection. De plus, l’intensité de l’effet est équivalente à celle observée dans le silencing ACE2.
Compte tenu du fort impact de BRD2 sur l’infection vitale, ils ont étudié le potentiel thérapeutique de BRD2 dans le traitement du COVID-19. Plus précisément, ils ont étudié les effets de plusieurs inhibiteurs de petites molécules de BRD2, qui sont actuellement en cours d’essais cliniques, sur l’expression de l’ACE2 et la liaison du pic-RBD. Les résultats ont révélé que les inhibiteurs de BRD2 réduisent considérablement l’expression de l’ARNm d’ACE2 dans les cellules épithéliales pulmonaires humaines et les cardiomyocytes sans provoquer de cytotoxicité. Notamment, le traitement des cellules infectées par le SRAS-CoV-2 avec ces inhibiteurs conduit à une réduction de 100 fois de la réplication virale.
Pour déterminer le mode d’action de BRD2, ils ont mené une série d’expériences, qui ont révélé que BRD2 régule directement la transcription de ACE2. Fait intéressant, ils ont observé qu’en plus de réduire l’expression d’ACE2, l’inhibition de BRD2 conduit à une régulation négative des gènes induits par l’infection par le SRAS-CoV-2, tels que les gènes de réponse à l’interféron de type I.
Importance de l’étude
L’étude identifie BRD2 comme un puissant régulateur de l’expression d’ACE2 et de la liaison spike-RBD. Compte tenu des résultats de l’étude, BRD2 peut être une cible thérapeutique potentielle pour traiter les patients atteints de COVID-19. Sur la base des observations d’études précédentes, les scientifiques suggèrent que l’interaction entre la protéine d’enveloppe du SRAS-CoV-2 et BRD2 pourrait avoir évolué pour réguler l’expression de l’ACE2 pendant l’infection.
En plus d’inhiber l’entrée virale par la régulation négative de l’ACE2, l’inhibition de BRD2 peut empêcher les réponses immunitaires aberrantes induites par le SARS-CoV-2 en régulant à la baisse les gènes de réponse à l’interféron de type I.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas examinés par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, orienter la pratique clinique / les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
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