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Malgré le grand nombre d'études sur le SRAS-CoV-2 qui ont été menées au cours des deux dernières années, des questions fondamentales subsistent sur les mécanismes qui entraînent la mortalité, les symptômes d' une COVID prolongée et la manière d'identifier les meilleurs traitements. Jusqu'à présent, les scientifiques ont pu découvrir comment le virus infecte les cellules, comment sa réplication est favorisée et quelle est la réponse du système immunitaire. Mais la "communication" précise et détaillée entre l'agent pathogène et l'organisme est encore inconnue.
Dans cette optique, une équipe internationale de chercheurs a généré une carte systématique des contacts moléculaires entre le virus SARS-CoV-2 et son hôte humain. Les travaux, récemment publiés dans la revue Nature Biotechnology , a révélé plus de 200 interactions directes protéine-protéine ou interactions entre elles, et le consortium de scientifiques était dirigé par Pascal Falter-Braun , directeur de l'Institut Helmholtz pour la biologie des réseaux à Munich (INET) et professeur à la Faculté de biologie à l'Université Ludwig-Maximilians (LMU) de Munich, en Allemagne, et comprenait des experts du Canada, des États-Unis, de France, d'Espagne et de Belgique.
"Pour vraiment comprendre les connexions mécaniques entre le virus et l'hôte, nous devons savoir comment les pièces s'emboîtent", a déclaré Frederick Roth , professeur au Centre Donnelly de l'Université de Toronto et au Sinai Health (Toronto, Canada), qui a également souligné que les experts ont identifié les chaînes de connexions entre les protéines virales et les gènes humains pertinents pour l' infection .
Par exemple, parmi les contacts qu'ils ont pu retracer, ils ont noté des connexions entre certaines protéines du SRAS-CoV-2 et des protéines humaines codées par des gènes liés, dans d'autres études, à une probabilité accrue de développer un COVID-19 sévère. De plus, ils ont trouvé des liens entre les protéines virales et les gènes impliqués, par exemple, dans les troubles métaboliques tels que l'obésité et le diabète .
«Nous savons déjà que les différences génétiques chez l'homme jouent un rôle important dans l'évolution et la gravité d'une infection au COVID-19. Grâce à l'identification des points de contact moléculaires, il est désormais possible d'examiner les mécanismes sous-jacents », précise Pascal Falter-Braun.
Pourquoi la clé de ces résultats est le suivi
Les premières informations comprenaient une démonstration que le virus active directement d'importantes voies de signalisation inflammatoires, ce qui peut entraîner la réaction excessive inflammatoire qui est essentielle dans les cas graves de COVID-19. Cependant, les contacts protéine-protéine indiquent non seulement des impacts sur la fonction cellulaire et le système immunitaire humain, mais affectent également la fonction du SRAS-CoV-2. En d'autres termes, le comportement de ces deux aspects influence la vitesse à laquelle le virus se réplique .
Selon Falter-Braun, l'interaction du virus et des cellules humaines peut être considérée comme une visite du virus dans un restaurant. Le client (le virus) n'a d'abord de contact qu'avec le serveur, mais après avoir « pris sa commande », il se rend en cuisine et en informe le chef. L'évolution de l'infection et de la réaction immunitaire dépendra de ce va-et-vient entre les protéines humaines et virales. "En raison de cette influence mutuelle des connexions protéine-protéine, notre carte de contact systématique pointe vers de nombreuses cibles médicamenteuses potentielles ", a déclaré Falter-Braun.
Les scientifiques ont déjà pu confirmer, par exemple, que la protéine humaine USP25 s'ajoute pour aider certains processus viraux et que son inhibition réduit significativement la multiplication du virus .
"Nous avons utilisé la robotique lorsque nous avons testé les plaques individuelles, chacune avec plusieurs tests afin que chaque type de protéine s'apparie automatiquement avec l'autre. Et nous avions des méthodes d'intelligence artificielle pour faire l'évaluation initiale de l'existence ou non d'interactions », a déclaré l'expert, ajoutant : « Des méthodes de biologie moléculaire à l'analyse informatique des réseaux et des domaines protéiques, en passant par l'expérience en virologie et en immunité innée, nous collaborons à travers disciplines. »
De même, le scientifique a souligné : "Notre expérience de l'interaction virus-hôte combinée à la biologie des virus à ARN nous a permis d'évaluer la dépendance du virus vis-à-vis des partenaires directs de l'hôte ". Pendant ce temps, les chercheurs ont averti que l'effort en valait la peine : "La carte des contacts servira de plate-forme à la communauté scientifique pour étudier plus en détail les interactions individuelles et comprendre leur impact sur les mécanismes moléculaires et la progression clinique, et ainsi découvrir des points de départ pour de nouvelles possibilités thérapeutiques », a conclu Falter-Braun. Autrement dit, en étant capable d'identifier les points de contact et de détecter leur impact, les chances de développer des traitements contre le COVID seront plus élevées.
Outre les experts qui ont donné leur avis, Dae Kyum Kim, Benjamín Weller, Chung Wen Lin, Dayag Sheykhkarimli, Jennifer J. Knapp, Guillermo Dugied, Andreas Zanzoni, Carlos Pons, María J. Tofaute, Sibusiso B. Maseko, Kerstin Spiron , Florencio Laval, Lucas Lambourne, Nishka Kishore, Rayhan, Mayra Sauer, Verónica Young, Hridi Halder, Nora Marín-de la Rosa, Oxana Pogoutse, Alexandra Strobel, Patricio Schwehn, Roujia Li et Simin T.
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