Une équipe de scientifiques du Royaume-Uni a récemment mené un criblage à grande échelle de plusieurs récepteurs de cellules hôtes solubles et liés à la membrane afin d’identifier de nouveaux partenaires de liaison pour le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2). Ils ont identifié trois nouveaux récepteurs exprimés sur la membrane cellulaire humaine; dont l’un se lie au pic de SRAS-CoV-2 avec une affinité similaire à celle de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2). L’étude est actuellement disponible sur le bioRxiv* serveur de pré-impression.
Sommaire
Fond
Le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), l’agent pathogène responsable de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), est un virus à ARN simple brin à sens positif avec une taille de génome d’environ 30 kb. Il existe des similitudes de séquence génétique entre le SRAS-CoV-2 et d’autres membres mortels de la famille des bêta-coronavirus humains, tels que le SRAS-CoV et le coronavirus du syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS-CoV). En ce qui concerne le mode d’entrée virale, il est maintenant bien établi que l’interaction entre la protéine de pointe du SRAS-CoV-2 et le récepteur ACE2 de la cellule hôte est l’étape clé pour initier une infection virale. En plus de l’ACE2, la protéase de la cellule hôte TMPRSS2 joue un rôle central dans l’activation protéolytique de la protéine de pointe et l’initiation de la fusion enveloppe du virus – membrane de la cellule hôte. En outre, un ensemble croissant de preuves met en évidence la présence d’autres récepteurs / corécepteurs humains solubles ou liés à la membrane, tels que la neuropiline-1 et la basigine, qui peuvent faciliter l’entrée du SRAS-CoV-2 dans les cellules hôtes.
Dans la présente étude, les scientifiques ont mené un criblage à grande échelle de plusieurs récepteurs humains pour identifier de nouveaux partenaires interactifs pour le SRAS-CoV-2. Plus précisément, ils ont criblé une banque de plus de 8 500 récepteurs membranaires et solubles exprimés de manière recombinante dans des cellules humaines. Pour mener des expériences de liaison, ils ont également exprimé et purifié la protéine de pointe trimérique recombinante de SARS-CoV-2.
Observations importantes
En utilisant des approches de puces à ADN, les scientifiques ont identifié un total de 23 protéines de liaison pour la protéine de pointe de pleine longueur du SRAS-CoV-2. Parmi ces protéines, 15 étaient des récepteurs membranaires cellulaires et 8 étaient des protéines sécrétées ancrées à la surface des cellules. Pour plus de confirmation, ils ont mené une série d’expériences sur des puces à ADN, qui ont conduit à l’identification de 10 protéines spécifiques de la protéine de pointe du SRAS-CoV-2. Sur ces 10 protéines, 5 ont également interagi avec la protéine de pointe SARS-CoV et 2 ont interagi avec la protéine de pointe MERS-CoV. Les trois protéines restantes, à savoir NID1, CNTN1 et APOA4, interagissaient exclusivement avec la protéine de pointe SARS-CoV-2. Outre l’identification de trois nouvelles protéines de liaison, les expériences sur puces à ADN ont répliqué avec succès les interactions précédemment reconnues de la protéine de pointe SARS-CoV-2 avec les récepteurs de la cellule hôte, tels que ACE2, CD209 et CLEC4M.
Pour une validation plus approfondie, les scientifiques ont testé la dynamique d’interaction des protéines identifiées par microréseau par cytométrie en flux, en utilisant des cellules humaines exprimant des pics. Les résultats ont confirmé les interactions spécifiques de toutes les protéines identifiées avec la protéine de pointe du SRAS-CoV-2. Semblables aux résultats des microréseaux, les résultats de cytométrie en flux ont révélé des interactions exclusives entre la protéine de pointe du SRAS-CoV-2 et les protéines NID1, CNTN1 et APOA4 de la cellule hôte. Surtout, les résultats ont révélé que APOA4 interagissait avec la protéine de pointe avec une affinité similaire à ACE2.
Importance de l’étude
L’étude identifie trois nouveaux récepteurs de liaison, à savoir NID1, CNTN1 et APOA4 pour SARS-CoV-2, avec APOA4 ayant une affinité de liaison similaire pour la protéine de pointe comme ACE2.
APOA4 est une lipoprotéine exprimée dans les entérocytes intestinaux et joue un rôle important dans le métabolisme lipidique. La protéine est également connue pour faciliter l’entrée du virus de l’hépatite C dans les cellules hôtes. Étant donné que 30% des patients atteints de COVID-19 présentent des complications gastro-intestinales, les scientifiques suggèrent que l’APOA4 pourrait servir de point d’entrée intestinal potentiel pour le SRAS-CoV-2.
Parmi les deux autres nouveaux récepteurs, le NID1 est une glycoprotéine de la membrane basale étroitement associée aux réseaux de laminine et de collagène. La protéine est connue pour jouer un rôle crucial dans l’interaction cellule-matrice extracellulaire. De même, CNTN1 est une protéine d’adhésion à la membrane neuronale qui facilite la formation d’un réseau neuronal.
En outre, l’étude identifie un panel de récepteurs de liaison appartenant à la famille 4 du domaine de la lectine de type C (CLEC4), qui sont connus pour avoir une forte affinité pour les glycoprotéines présentes sur l’enveloppe virale, et peuvent donc influencer la transmission du SRAS-CoV -2.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, orienter la pratique clinique / les comportements liés à la santé ou être traités comme des informations établies.