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La protéine de pointe de coronavirus se transforme en 10 formes différentes pour envahir les cellules

Le nouveau coronavirus utilise ses « protéines de pointe » pour s’accrocher et envahir les cellules humaines. Mais pour ce faire, les pointes se transforment en au moins 10 formes différentes, selon une nouvelle étude.

Au début de la pandémie, les scientifiques ont rapidement identifié la structure de la protéine de pointe, ouvrant la voie à sa cible avec des vaccins et d’autres médicaments. Mais il y a encore tellement de scientifiques qui ne savent pas sur l’interaction entre la protéine de pointe et la «poignée de porte» à l’extérieur des cellules humaines – appelée protéine ACE2. Par exemple, ils ne sont pas sûrs des étapes intermédiaires que prend la protéine pour lancer le processus de fusion, puis d’ouverture de la cellule, ce qui finit par déverser du matériel viral dans la cellule.

«La protéine de pointe est au centre de tant de recherches à la minute près», a déclaré le co-auteur principal Donald Benton, chercheur postdoctoral au laboratoire de biologie structurale des processus de la maladie du Francis Crick Institute au Royaume-Uni. Comprendre son fonctionnement « est très important car c’est la cible de la plupart des tentatives de vaccination et de nombreux travaux de diagnostic également ».

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Pour comprendre le processus d’infection, Benton et son équipe ont mélangé des protéines ACE2 humaines avec des protéines de pointe en laboratoire. Ils ont ensuite utilisé un éthane liquide très froid pour geler rapidement les protéines de telle sorte qu’elles soient devenues «en suspension dans une forme spéciale de glace», a déclaré Benton à 45secondes.fr. Ils ont ensuite placé ces échantillons sous un microscope cryoélectronique et obtenu des dizaines de milliers d’images haute résolution des protéines de pointe congelées à différents stades de liaison aux récepteurs ACE2.

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La protéine de pointe subit une poignée de conformations lorsqu'elle se lie au récepteur ACE2 qui se trouve à la surface de certaines cellules humaines.

La protéine de pointe subit une poignée de conformations lorsqu’elle se lie au récepteur ACE2 qui se trouve à la surface de certaines cellules humaines. (Crédit d’image: The Francis Crick Institute)

Ils ont découvert que la protéine de pointe subit des changements de forme lorsqu’elle se lie au récepteur ACE2. Après la première liaison de la protéine de pointe, sa structure devient plus ouverte pour permettre plus de liaison (imaginez à quel point il serait plus facile de serrer quelqu’un dans ses bras s’il ouvrait les bras). La protéine de pointe se lie finalement à ACE2 à chacun de ses trois sites de liaison, révélant son « noyau central », selon un communiqué. Cette structure finale permet probablement au virus de fusionner avec les membranes cellulaires.

« C’est un processus de liaison aux récepteurs très compliqué par rapport à la plupart des protéines de pointe virale », a déclaré Benton. « La grippe et le VIH ont un processus d’activation plus simple. » Le coronavirus est couvert de protéines de pointe, et il est probable que seule une petite fraction d’entre elles subisse ces changements conformationnels, se lie aux cellules humaines et les infecte, a déclaré Benton.

« Nous savons que le pic peut adopter tous ces états dont nous parlions », a déclaré le co-auteur principal Antoni Wrobel, également chercheur postdoctoral au laboratoire de biologie structurale des processus de la maladie de l’Institut Francis Crick. « Mais si chacun des pics les adopte tous, nous ne pouvons pas le dire car nous ne pouvons voir que des instantanés. »

La protéine de pointe est très rapide à changer. Dans le laboratoire, le pic peut se transformer en toutes ces différentes conformations en moins de 60 secondes, a déclaré Wrobel à 45secondes.fr. Mais « ce sera très différent dans une vraie infection; tout sera plus lent car le récepteur sera collé à la surface d’une cellule, il faut donc laisser le temps au virus de se diffuser vers ce récepteur », a déclaré Benton.

Pourquoi la protéine de pointe subit-elle autant de changements conformationnels pour infecter une cellule? Ce « peut être un moyen pour le virus de se protéger de la reconnaissance par les anticorps », a déclaré Benton. Lorsque la protéine de pointe est dans ses états fermés, elle cache le site qui se lie au récepteur, peut-être pour éviter que les anticorps ne viennent et se lient à ce site à la place, a-t-il déclaré.

Mais « c’est très difficile à savoir », a déclaré Wrobel. Dans tous les cas, cette recherche révèle plus de surfaces sur la protéine de pointe qui sont exposées pendant l’infection – car différentes formes révèlent des surfaces autrefois considérées comme cachées. Les chercheurs peuvent alors potentiellement développer des vaccins pour cibler ces surfaces. «Nous pouvons alors commencer à penser à des produits thérapeutiques qui s’intègrent quelque part soit dans la surface du récepteur, soit quelque part dans le pic lui-même qui agissent alors comme des médicaments», a déclaré Wrobel à 45secondes.fr.

Wrobel et Benton espèrent comprendre pourquoi le coronavirus subit autant de changements conformationnels, comment cela se compare à d’autres coronavirus et si ces changements pourraient aider à expliquer pourquoi ce nouveau virus se propage si facilement.

Les résultats ont été publiés le 17 septembre dans la revue Nature.

Publié à l’origine sur 45secondes.fr.

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