La pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) ravage le monde depuis plus d’un an, avec une émergence croissante de nouvelles variantes préoccupantes qui risquent de saper les mesures actuelles visant à contrôler sa propagation. Les systèmes de santé de nombreux pays ont du mal à faire face à la flambée des cas causés par de nouvelles variantes avec une transmissibilité accrue observée du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), le virus qui cause le COVID-19.
La surveillance des variantes du SRAS-CoV-2 représente un défi de taille dans la crise sanitaire mondiale actuelle, ainsi que dans les futures épidémies virales potentielles. Plus précisément, les mutations et les délétions dans la protéine de pointe du SRAS-CoV-2 ont un impact significatif sur les vaccins et les médicaments qui visent cette protéine virale structurelle clé pour endiguer la pandémie.
Désormais, des chercheurs américains – à la Virginia Commonwealth University, à l’Université du Minnesota et au NASA Ames Research Center – ont démontré comment les mappages de paysages énergétiques dominants ou les points de collage, ainsi que les informations d’alignement des séquences, peuvent potentiellement identifier les mutations de résidus clés et les protéines de pointe. suppressions liées aux variantes émergentes.
Mutations du SRAS-CoV-2
Depuis que le SRAS-CoV-2 est apparu pour la première fois dans la ville de Wuhan, dans la province du Hubei, en Chine, en décembre 2019, il a affiché des taux de transmission élevés à travers le monde. À ce jour, le virus s’est propagé dans 192 pays et régions, provoquant plus de 107,48 millions de cas et 2,35 millions de décès.
L’une des préoccupations actuelles concernant la pandémie est que le virus continue de muter. Les variantes qui ont émergé montrent des taux de transmissibilité et d’infection accrus, ce qui pose des défis aux vaccins actuels et en développement. Le taux de mutation du SRAS-CoV-2 a été estimé à ∼ 10−3 substitutions par site et par an.
Dans le passé, la mutation la plus populaire du SRAS-CoV-2 est la mutation de la protéine de pointe D614G, qui a été liée à des charges virales plus élevées des voies respiratoires supérieures. La mutation est considérée comme omniprésente dans les séquences génomiques récentes du monde entier. En outre, une autre variante appelée la variante britannique ou VOC 202012/01 ou B.1.1.7 a été identifiée au cours des derniers mois. La variante est plus contagieuse et présente à la fois des délétions et des mutations dans la protéine de pointe (y compris D1614G).
Il est essentiel de déterminer comment les variantes actuelles et futures entraînent une modification des taux de transmission, des différences de charge virale, la fuite des anticorps et des vaccins et la résistance aux médicaments développés pour le SRAS-CoV-2.
L’étude
Dans l’étude, qui est apparue sur la pré-impression medRxiv * serveur, L’équipe s’est concentrée sur l’analyse des mutations de la protéine de pointe, comme un guide partiel des effets potentiels de ses mutations sur la fonction virale, la structure et les changements de comportement possibles.
L’équipe a également trouvé une excellente homologie des points de colle des résidus de stabilisation dans les protéines de pointe de coronavirus, appelées points de colle homologues de séquence. Dans l’ensemble, ces mutations ou délétions de résidus signalées ont été évaluées à l’aide de la dynamique moléculaire biocomputationnelle de tous les atomes sur environ une microseconde pour s’assurer des changements structurels et énergétiques dans les variantes liées aux protéines de pointe.
En outre, l’équipe a spécifiquement étudié à la fois le triple mutant basé sur la théorie du SRAS-CoV-2 et le variant britannique ou B.1.1.7. Ils analysent par calcul la structure et les mutations clés dynamiques liées aux états du protomère Down versus Up du virus, qui est le triple mutant qui peut affaiblir les interactions domaine de liaison au récepteur voisin-domaine N-terminal (RBD-NTD).
En outre, les chercheurs ont examiné de manière approfondie la variante britannique et la mutation D614G pour déterminer les principales différences dans les configurations de protomères, ce qui pourrait affecter l’efficacité des vaccins et des médicaments pour lutter contre la pandémie.
En utilisant la même méthode, l’équipe a également analysé le variant britannique pour déterminer les mutations ou délétions clés dans sa protéine de pointe, qui pourraient être responsables de la plus grande transmissibilité du variant.
Les découvertes de l’équipe ont conduit à deux mutations clés, le D614G et le N501Y. Les calculs biophysiques ont validé les changements liés au D614G qui en font un état plus accessible à l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2). Pendant ce temps, le N501Y a un partenaire de point de colle ACE2 humain potentiel 41Y, ce qui peut conduire à une forte interaction de paires de résidus. Cela peut expliquer pourquoi le taux d’infection est plus élevé pour les variantes UKB1.1.7 et sud-africaine B.1.351.
L’équipe a conclu que ces deux mutations clés pouvaient augmenter les taux de transmission et d’infection de deux manières différentes. Cependant, l’équipe a souligné que d’autres études sont nécessaires pour quantifier cette caractéristique et ses conséquences.
*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.
Référence du journal:
- Peters, M., Bastidas, O., Kokron, D., et Henze, C. (2021). Transformations, comparaisons et analyse des états protomères ascendants de variantes de la protéine de pointe de préfusion SARS-CoV-2, y compris la variante britannique B.1.1.7. bioRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2021.02.09.430519, https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.02.09.430519v1