Santé

Les virus copient les protéines des cellules pour mieux les infecter


Pour se multiplier, les virus doivent à tout prix infecter et se répliquer dans une cellule hôte. Pour y arriver, ils sont passés maîtres dans l’art d’imiter les protéines de leur hôte. Et les coronavirus sont particulièrement doués.

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Les virus sont des entités biologiques simples : un génome, ADN ou ARN, des protéines pour le protéger et éventuellement une enveloppe lipoprotéique autour. Mais leur biologie est complexe, l’évolution a doté ces parasites intracellulaires stricts de nombreuses stratégies pour assurer l’invasion de leur cellule hôte et leur multiplication. L’une d’entre elles est le mimétisme protéique. Ce mimétisme protéique concerne plus la structure tridimensionnelle d’une protéine que sa séquence en acides aminés.

Une étude parue dans Cell s’est intéressée à ce phénomène chez les virus infectant les bactéries, les plantes et champignons, les invertébrés et vertébrés, et enfin l’être humain. Parmi les virus humains, les auteurs ont consacré une partie de leur travail aux coronavirus, qui malgré leur petit protéome, sont des champions du mimétisme.

Imiter une stratégie universelle

L’étude s’est concentrée sur un échantillon conséquent : 337.493 protéines virales appartenant à 7.486 virus avec une gamme d’hôtes très large. En comparant les structures des protéines virales avec les structures de celles de leurs hôtes, les scientifiques ont identifié 6.083.167 de cas de mimétisme protéique. Ici, un cas de mimétisme est défini par une différence entre le score d’alignement des structures 3D inférieure à 2,5 angströms.

Parmi les virus testés infectant l’Homme, les plus grands plagiaires sont les virus à ADN. Le génome de ces virus est souvent imposant et code pour de nombreuses protéines, ils ont donc numériquement plus de chances de coder pour des protéines imitant une protéine cellulaire. Les Herpesviridae et les Poxviridae, tous les deux ayant un génome à ADN double brin, codent environ pour une centaine de protéines, contre moins de dix pour les coronavirus par exemple. Ces deux virus imitent entre 450 et 950 protéines humaines pour environ une centaine de protéines virales.

Quand on s’intéresse au nombre de cas de mimétisme par rapport à la taille du génome, les virus à génome à ARN simple brin de polarité positive, comme les coronavirus, raflent la mise. Les scientifiques ont identifié huit protéines codées par des coronavirus humains qui imitent 158 protéines humaines. Les coronavirus saisonniers, comme les souches responsables du rhume, sont de meilleurs imitateurs que les souches plus virulentes, comme le SARS-CoV-2.

Les coronavirus, imiter pour mieux se propager

Les coronavirus copient préférentiellement des protéines qui régulent la réponse antivirale de la cellule. Pour entrer plus dans les détails, la cellule possède un système d’alarme interne qui s’active lorsque de l’ARN entre dans son cytoplasme. Cette protéine s’appelle RIG-1 et lorsqu’elle reconnaît de l’ARN étranger, en se fixant à l’extrémité 5′ du brin d’ARN, elle active alors toute une cascade de signalisations qui conduit à la production d’interféron de type 1 et déclenche la réponse immunitaire innée pour éliminer la cellule infectée.

NSP13, une protéine de coronavirus, est une copie structurelle de RIG-1 (et d’autres protéines). Comme RIG-1, NSP13 a une activité catalytique sur les mêmes parties de l’ARN. Il est donc possible que NSP13 diminue le nombre de copies d’ARN virales reconnaissables par RIG-1 en masquant son site de reconnaissance. La cascade de signalisations est moins intense et le virus peut se répliquer avant que l’immunité innée ne le court-circuite. 

Cet exemple illustre bien comment le mimétisme protéique est important pour la réplication des virus, mais qu’il influe aussi la réponse de l’organisme à ces envahisseurs et les maladies qu’ils causent

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