La plupart des pandémies commencent lorsque un virus ou un autre agent pathogène traverse la barrière entre les animaux et les humains. De nombreux scientifiques estiment que c’est ainsi que le COVID-19 a émergé. Le virus responsable de la maladie, le SARS-CoV-2, est étroitement lié aux coronavirus trouvés chez les chauves-souris.
Une équipe de chercheurs de l’UCSF Quantitative Biosciences Institute (QBI), de l’Icahn School of Medicine au Mount Sinai, de l’Institut Pasteur et du Fred Hutchinson Cancer Center a identifié une différence génétique remarquablement petite qui pourrait expliquer comment certains virus animaux s’adaptent aux humains et provoquent des maladies graves.
Leurs résultats, publiés dans Cell Host & Microbe, montrent qu’un simple changement d’un acide aminé dans une protéine de coronavirus peut modifier la façon dont le virus interagit avec les systèmes immunitaires des chauves-souris et des humains, entraînant des réponses d’infection très différentes.
Changement génétique minuscule, effets biologiques majeurs
Pour étudier le processus, les chercheurs ont comparé le SARS-CoV-2 avec RaTG13, un coronavirus étroitement lié qui infecte les chauves-souris mais qui n’a pas été connu pour infecter les humains.
L’équipe a examiné comment chaque virus interagissait avec des protéines immunitaires dans les cellules pulmonaires humaines et de chauves-souris. Ce travail a été rendu possible grâce à la première lignée de cellules pulmonaires cultivées en laboratoire à partir de la grande chauve-souris à fer à cheval.
Une protéine virale, connue sous le nom d’OrfB9, s’est révélée particulièrement importante. Bien que les versions d’OrfB9 de SARS-CoV-2 et de RaTG13 soient presque identiques, elles diffèrent par un seul acide aminé parmi environ 100 acides aminés dans la protéine.
Différentes réponses dans les cellules humaines et de chauves-souris
Cette petite différence a produit des effets remarquablement différents.
Dans les cellules pulmonaires humaines, la version d’OrfB9 du SARS-CoV-2 a désactivé un système d’alarme immunitaire important, permettant au virus de se répliquer plus efficacement.
En revanche, dans les cellules pulmonaires de chauves-souris, la version RaTG13 a activé une protéine immunitaire qui a aidé à contrôler le virus.
Les résultats suggèrent que même des changements génétiques extrêmement petits peuvent influencer si un virus reste confiné à son hôte animal naturel ou acquiert la capacité de prospérer chez les humains.
« La différence entre un virus qui reste chez les chauves-souris et un qui déborde chez les humains et provoque une maladie catastrophique peut se résumer à des changements génétiques remarquablement petits, » a déclaré Nevan J. Krogan, PhD, directeur de QBI et auteur principal de l’étude. « En cartographiant ces interactions au niveau protéique — à travers deux virus et deux espèces — nous pouvons lire les signatures moléculaires qui prédisent le risque de débordement. C’est le type de système d’alerte précoce dont le monde a besoin. »
Comprendre les risques futurs de débordement
Cette recherche fournit de nouvelles perspectives sur les changements moléculaires qui peuvent aider les virus animaux à s’adapter aux hôtes humains. En identifiant des interactions protéiques spécifiques liées aux événements de débordement, les scientifiques pourraient mieux reconnaître les virus ayant le potentiel de sauter des espèces avant qu’ils ne déclenchent de futures épidémies.
Auteurs : Les auteurs de l’UCSF sont Jyoti Batra, PhD ; Yuan Zhou, MS ; Rithika Adavikolanu ; Durga Anand ; Sooraj Verma ; Martin Gordon, MS ; Shivali Malpotra, MS ; Jack M. Moen, PhD ; Ajda Rojc, MS ; Atoshi Banerjee, PhD ; Sourobh Maji, PhD ; Monita Muralidharan, PhD ; Helene Foussard, PhD ; Irene P. Chen, PhD ; CJ San Felipe, PhD ; Lorena Zuliani-Alvarez, PhD ; Promisree Choudhury, PhD ; Kirsten Obernier, PhD ; Rahul Suryawanshi, PhD ; Taha Y. Taha, PhD, PharmD ; Kliment A. Verba, PhD ; James S. Fraser, PhD ; Robert M. Stroud, PhD, MA ; Melanie Ott, MD, PhD ; Ben Polacco, PhD ; Danielle L. Swaney, PhD ; Ignacia Echeverria, PhD ; et Manon Eckhardt, PhD. Pour tous les auteurs, voir l’article.
Financement : National Institutes of Health (U19AI135990, U19AI135972, U54AI170792, F31AI164671-01, G20AI174733, UL1TR004419, S10OD026880, S10OD030463) ; Howard Hughes Medical Institute ; James B. Pendleton Charitable Trust ; Roddenberry Foundation ; P. et E. Taft ; Gladstone Institutes ; Fast Grants ; Innovative Genomics Institute ; Chan Zuckerberg Biohub — San Francisco ; ANR EmerCoV AAP CE35.
Source : Cell Host & Microbe.
