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L'infection à coronavirus a déjà touché plus de 610 millions de personnes dans le monde. L'un des facteurs essentiels dont le virus a besoin pour pénétrer est un récepteur sur une cellule humaine. C'est un endroit où la protéine Spike du coronavirus peut se verrouiller à la surface de la cellule, la traverser, perdre son contenu infectieux et se répliquer. Sans récepteur, il n'y a pas de réplication. Sans réplication, il n'y a pas d'infection.
Maintenant, un groupe de chercheurs des États-Unis a trouvé plus d'indices sur la façon dont le virus pénètre dans le corps. Ce sont des scientifiques du Département de chimie et du Département de biologie moléculaire de l'Université de Princeton. Ils ont utilisé une technologie de cartographie cellulaire appelée « µMap » et découvert huit points d'entrée d'intérêt jusqu'alors inconnus pour la protéine Spike.
Le projet collaboratif a débuté il y a deux ans, sous la direction d' Alexander Ploss , virologue réputé et professeur de biologie moléculaire, et de David MacMillan , professeur émérite James S. McDonnell et lauréat du prix Nobel de chimie.
Les scientifiques savent depuis l'apparition du virus du coronavirus SARS-CoV-1 en 2003 (mieux connu sous le nom de SRAS) que son principal récepteur d'entrée virale était une enzyme appelée enzyme de conversion de l'angiotensine 2, ou ACE2. Cette enzyme a été confirmée en 2020 comme le même récepteur pour le coronavirus SARS-CoV-2, qui est le virus qui cause la maladie COVID-19.
Mais le projet Princeton est parti du principe que ACE2 n'était pas la seule histoire. "Nous savions qu'il existe certaines molécules hôtes sur lesquelles ce virus s'appuie absolument pour pénétrer dans les cellules pulmonaires et provoquer une infection, et l'une de ces molécules s'appelle ACE2", a déclaré Ploss. «Donc, en gros, nous avons dit, voyons s'il y en a d'autres. Nous recherchons des liants immédiats. Mais, comme vous pouvez l'imaginer, le processus d'entrée est complexe », a-t-il admis.
Le chercheur a en outre expliqué : « Le virus s'attache à quelque chose et doit encore traverser la membrane cellulaire pour pénétrer dans une cellule, et le long de cette voie, il peut interagir avec d'autres facteurs de l'hôte. Je ne veux pas dire que tout est dicté par l'apport viral. De toute évidence, il existe un certain nombre de processus tout aussi essentiels dans la cellule après l'entrée du virus qui peuvent influencer la gravité de la maladie. Mais c'est évidemment la première étape clé. Si le virus ne peut pas entrer, c'est game over."
Steve Knutson , co-auteur de l'article et chercheur postdoctoral, a ajouté : "Bien que la découverte de l'ACE2 en tant que récepteur principal ait été une étape importante, elle ne raconte certainement pas toute l'histoire de la pathologie COVID. La biologie peut être intrinsèquement hétérogène, et nous émettons correctement l'hypothèse que la protéine Spike du coronavirus SARS-CoV-2 interagit avec plusieurs protéines de la cellule hôte pour pénétrer.
La technologie Micromap (µMap) identifie les «voisins» des protéines et des enzymes à la surface d'une cellule. Il utilise un photocatalyseur - une molécule qui, lorsqu'elle est activée par la lumière, provoque une réaction chimique - pour signaler ces relations spatiales en générant un marqueur qui marque les voisins moléculaires.
« Mais vous ne pouvez pas abandonner cette énergie sur de longues distances. Vous ne pouvez le donner qu'à ce qui est proche. La molécule flottante doit la trouver à moins de deux nanomètres de distance », a déclaré MacMillan. « Nous savons donc quelle est la prochaine étape. Nous savons ce qui interagit avec lui », a-t-il ajouté.
Après que la technologie a identifié huit nouveaux récepteurs qui interagissent avec la protéine de pointe, les scientifiques les ont caractérisés à l'aide d'une pseudoparticule virale. Une pseudoparticule imite l'entrée virale mais ne porte pas le matériel génétique pour propager le virus. Les scientifiques ont ensuite isolé quatre facteurs d'entrée qui méritent une enquête plus approfondie.
"Le système de pseudoparticules nous permet de découpler l'absorption du virus et d'étudier le processus d'entrée de tout ce qui se cache derrière le cycle infectieux ", a déclaré Ploss. « Si vous examinez l'impact de certains facteurs d'accueil sur l'entrée, vous voulez voir ce qui peut être étudié indépendamment de la réplication. Donc ici, nous introduisons essentiellement un gène rapporteur dans la cellule, puis nous pouvons quantifier l'efficacité de l'entrée", a-t-il déclaré.
"Nous ne pouvons pas dire que les huit facteurs sont liés à l'entrée du SRAS-CoV-2", a déclaré Saori Suzuki, associée de recherche au laboratoire Ploss. « Quatre des huit facteurs se sont démarqués pour l'évaluation virologique. Nous devons évaluer plus et avec plus de précision. Dans la prochaine étape, nous devons évaluer comment ces facteurs soutiennent l'ACE2 pour l'entrée du virus et si de nouvelles variantes virales émergentes utilisent le même ensemble de facteurs.