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Les chercheurs trouvent une autre pièce de puzzle concernant des virus de la grippe aviaire

Normalement, les virus de la grippe aviaire n'écartent pas facilement de la personne à personne. Mais si ceci se produit, il pourrait déclencher une pandémie. Les chercheurs de la MDC et du RKI ont maintenant expliqué dans les transmissions de nature de tourillon ce qui effectue le saut à partir des animaux aux êtres humains moins vraisemblablement.

Chaque fois que les gens deviennent soudainement infectés avec un virus de la grippe aviaire tel que le H5N1, le H7N9, et le H5N6, l'Organisation Mondiale de la Santé (WHO) doit évaluer le risque : Est-ce que ceux-ci les premiers signes sont d'une pandémie ? Ou est-ce juste quelque douzaine ou cents cas qui se sont seulement présentés par le contact étroit avec la volaille infectée ? Les chercheurs aboutis par professeur Matthias Selbach à partir du centre maximum de Delbrueck pour le médicament moléculaire (MDC) ont maintenant trouvé une autre pièce du puzzle qui peut être importante dans cette première évaluation. Dans un papier publié dans des transmissions de nature, les chercheurs expliquent que les virus de la grippe aviaire A (IAVs) ne peuvent pas transformer les cellules humaines infectées en usines efficaces de virus, parce qu'ils ne produisent pas assez de la protéine de la matrice M1 après l'infection. Le virus exige de cette protéine, cependant, d'exporter ses nombreuses copies de son matériel génétique du noyau de cellules - un préalable à établir les virus neufs.

Pas toute la grippe est identique - le nom se rapporte à une famille nombreuse des virus. Chaque membre de cette famille est baptisé du nom de deux accroissements épineux sur la surface du virus : hemagglutinin (h), qui permet au virus d'infecter l'être humain et les cellules animales où il peut se multiplier, et neuraminidase (n), qui aide la progéniture du virus à s'extraire de la cellule infectée. En oiseaux aquatiques, il y a 16 sous-types connus de hemagglutinin et neuf sous-types connus de neuraminidase. Cela a comme conséquence au moins 144 combinaisons possibles qui sont continuellement changeantes et s'adaptantes en les hôtes neufs - comme des poulets, par exemple, mais également des mammifères comprenant des chevaux, des porcs, et des êtres humains.

De telles variantes neuves de virus sont souvent plus dangereuses que la grippe saisonnière, parce que le système immunitaire humain ne les a avant jamais rencontrées. Certains se trouvent sans défense, alors que le système immunitaire d'autres réagit tellement violemment que la propre résistance de la personne endommage le fuselage. Dans le pire des cas le scénario, une pandémie a pu coûter des millions de durées. La grippe espagnole de 1918, par exemple, a réclamé plus de 50 millions de victimes. Les chercheurs autour du monde essayent pour cette raison de comprendre les règles qui déterminent quand il y a la possibilité d'une pandémie, et quand il n'y a pas.

Pourquoi les cellules humaines sont-elles de mauvaises usines de virus pour la grippe aviaire ?

« Hemagglutinin chez l'homme et des oiseaux a une constitution chimique légèrement différente, par exemple, qui le rend plus difficile pour qu'un virus de grippe aviaire infiltre une cellule humaine que la cellule d'un oiseau, » explique Selbach. Boris Bogdanow, un stagiaire de PhD dans l'organisme de recherche et l'auteur important de Selbach de l'étude actuelle, a orienté sa recherche particulièrement sur ce que d'autres barrières interespèces naturelles existent dans les virus de la grippe.

Le groupe de Matthias Selbach analyse des protéines utilisant la spectrométrie de masse quantitative. En collaboration avec l'institut de Robert Koch (RKI), Boris Bogdanow et ses cellules épithéliales pulmonaires humaines infectées de collègues séparé avec un virus de la grippe aviaire et un virus de la grippe humaine. Ils ont alors mesuré la quantité de toutes les protéines neuf produites dans le spectromètre de masse. M. Katrin Eichelbaum de chercheur post-doctoral avait également développé une méthode qui active la différenciation précise des protéines neuves et vieilles. « Dans la première analyse, nous n'avons trouvé aucune différence majeure entre les deux tensions, » enregistre Boris Bogdanow. « Au premier regard, au virus de grippe aviaire et au virus humain a manifesté peu de différence en ce qui concerne la production de protéine, qui était tout à fait étonnante. »

Mais le diable est dans le petit groupe, ainsi Bogdanow a effectué plus d'analyses en profondeur pour jeter un oeil plus attentif à la distribution de protéine. Ce faisant, il a trouvé la protéine de la matrice M1, des quantités beaucoup plus grandes dont ont été produits dans les cellules de poumon infectées avec le virus humain. La protéine M1 est responsable, notamment, d'exporter l'ARN viral reproduit du noyau des cellules infectées et puis de l'assembler avec d'autres protéines virales neuf produites pour former la progéniture de virus de la grippe. Pourrait-elle être, pour cette raison, que l'ARN viral des virus de la grippe aviaire en restes de cellules humaines enfermés au noyau de cellules parce que trop peu de protéine M1 est présente ?

Une autre pièce du puzzle

Les investigations microscopiques de fluorescence ont confirmé ces soupçons. Le matériel génétique du virus de la grippe aviaire était loin moins capable de l'éclatement du noyau de cellules que l'ARN du virus de la grippe humaine. Mais pourquoi ? Avec l'aide de la plate-forme et du professeur de ordonnancement Irmtraud Meyer de la MDC, il a découvert un petit segment dans l'ARN viral du virus de grippe aviaire qui affecte l'épissage alternatif. « Nous appelons ceci un élément cis-de réglementation, » dit Bogdanow. Le « épissage alternatif règle quelles protéines sont éventuel effectuées à partir d'un gène unique, parce qu'indicatif de beaucoup de gènes pour plus d'une protéine. Quand des cellules humaines sont attaquées par la grippe aviaire, cet élément s'assure que plus de m2 plutôt que la protéine M1 est produit. »

Afin d'évaluer la pertinence de ce résultat, professeur Thorsten Wolff et son équipe de recherche de l'institut de Robert Koch ont transféré l'élément cis-de réglementation à partir du virus d'oiseau au virus humain. Ceci a en effet eu comme conséquence le virus de la grippe humaine reproduisant moins effectivement en cellules humaines de poumon. L'équipe de Selbach a même entrepris une expérience assimilée avec les virus de la grippe espagnols, dont le matériel génétique a été isolé pendant les années 90 des tombes dans la saleté de pergélisol de l'Alaska. Cependant, elles ont seulement employé une petite partie de l'ARN viral et pas du virus entier pour l'expérience. Cependant, elles pouvaient également confirmer leur théorie sur l'élément cis-de réglementation pour ce virus.

« Combien pathogène un virus de grippe aviaire est et si ou non il a universel potentiel dépend, naturellement, sur beaucoup de facteurs, » dit Selbach. « Une étude sur des cultures cellulaires ne peut pas couvrir tous ces facteurs. Cependant, il pourrait être utile à l'avenir de comprendre une analyse de ce segment d'ARN dans l'évaluation des risques des virus de grippe aviaire. »

Source:
Journal reference:

Bogdanow, B. et al. (2019) The dynamic proteome of influenza A virus infection identifies M segment splicing as a host range determinant. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-019-13520-8