Construire des particules virales synthétiques pour étudier le SARS-CoV-2
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Des scientifiques du Max Planck Institute for Medical Research à Heidelberg et leurs collaborateurs du Max Planck Bristol Center for Minimal Biology de l’Université de Bristol ont développé une nouvelle approche pour étudier le Sars-CoV-2. Pour une recherche systématique et standardisée sur le Sars-CoV-2, ils ont construit des particules virales synthétiques minimalistes où elles peuvent incorporer des structures distinctes du virus Sars-CoV-2 comme la protéine de pointe. Cela a permis aux scientifiques d’étudier des mécanismes moléculaires uniques dans un cadre contrôlé, qu’ils peuvent ensuite manipuler et régler. En utilisant cette technique pour étudier la protéine de pointe, qui s’est avérée essentielle pour l’interaction virus-hôte et l’infection, ils ont découvert un mécanisme de commutation. Lors de la liaison des acides gras inflammatoires, la protéine de pointe change de conformation, devenant ainsi moins “visible” pour le système immunitaire de l’hôte.
La pandémie de Sars-CoV-2 a été et est toujours l’un des principaux problèmes de santé mondiaux. Comprendre complètement la pathogenèse du Sars-CoV-2 et les mécanismes moléculaires à l’origine de l’infection offre de grandes opportunités pour surmonter la pandémie. Faire la lumière sur les fonctions virales et les interactions hôte-virus facilitera le développement de thérapies ciblées, de vaccins ou d’autres mesures préventives. Cependant, la recherche sur le Sars-CoV-2 en laboratoire présente de nombreux défis. L’un est l’exigence de sécurité accrue pour les expériences, un autre étudie des mécanismes distincts au cours de l’infection plutôt que l’ensemble de la pathogenèse pour mieux comprendre ces processus uniques.
Construire des virions SARS-CoV-2 artificiels
Les chercheurs de l’Institut Max Planck pour la recherche médicale et leurs collaborateurs ont utilisé leur expertise en biologie synthétique ascendante pour surmonter certains de ces défis. Pour leur étude, ils ont développé des virions Sars-CoV-2 artificiels. Les virions ont une structure similaire aux virus naturels mais ne contiennent aucune information génétique. Par conséquent, ils peuvent être utilisés en toute sécurité.
“Encore plus important pour nous, alors que nous construisons ces virions synthétiques à partir de zéro, c’est que nous pouvons concevoir avec précision leur composition et leur structure. Cela nous permet d’effectuer une étude très systématique, étape par étape, sur des mécanismes distincts”, explique Oskar Staufer. , premier auteur de l’article, ancien postdoc au Max Planck Institute for Medical Research et postdoc actuel à l’Université d’Oxford. Il voit donc un grand potentiel dans l’utilisation des particules synthétiques de type virus dans une multitude de pipelines d’analyse et de caractérisation pour étudier les virus au-delà de l’application actuelle pour Sars-CoV-2.
Mécanisme de commutation de protéine de pointe pour éviter le système immunitaire ?
Ils ont d’abord utilisé les virions minimalistes artificiels pour étudier l’effet des acides gras inflammatoires sur la protéine de pointe du Sars-CoV-2. Les acides gras inflammatoires sont libérés lors de toute inflammation dans le corps et ils aident à faciliter la réponse immunitaire et les processus de guérison. La protéine de pointe est essentielle pour l’interaction hôte-virus. D’une part, le virus utilise la protéine de pointe pour se lier aux récepteurs ACE2 des cellules hôtes. Cela permet au virus de fusionner avec la cellule hôte et de libérer son information génétique. D’autre part, les anticorps produits par l’hôte peuvent se lier à la protéine de pointe, marquant ainsi le virus comme cible du système immunitaire.
On savait auparavant que la protéine de pointe a une région distincte où les acides gras inflammatoires peuvent se lier. Cependant, la fonction de cette poche de liaison n’était pas comprise auparavant. Des chercheurs du Max Planck Institute for Medical Research et des collaborateurs de Bristol ont maintenant utilisé les virions artificiels Sars-CoV-2 pour étudier ce mécanisme exact. Ils montrent que lors de la liaison d’un acide gras, la protéine de pointe change de conformation et se “plie”. En conséquence, la liaison au récepteur ACE2 de l’hôte n’est plus possible et moins d’anticorps peuvent se lier à la protéine.
Les chercheurs peuvent maintenant commencer à comprendre pourquoi ce mécanisme de repli est utilisé par le virus et déterminer si ces informations peuvent être utilisées pour développer des stratégies thérapeutiques. “En “esquivant” la protéine de pointe lors de la liaison des acides gras inflammatoires, le virus devient moins visible pour le système immunitaire. Cela pourrait être un mécanisme pour éviter la détection par l’hôte et une forte réponse immunitaire pendant une plus longue période de temps et augmenter l’efficacité totale de l’infection », déclare Oskar Staufer. Cependant, les scientifiques ne sont qu’au début de la détermination de la fonction du mécanisme de repliement, mais l’utilisation de virions artificiels permettra une approche systématique. “Appliquer de tels concepts de biologie synthétique à un problème ayant un impact mondial est vraiment excitant !”, déclare Oskar Staufer.
Source de l’histoire :
Matériaux fourni par Max-Planck-Gesellschaft. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
