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Les virus SARS-CoV-2 évolués gagnent un écart plus rapide plus élevé d'infection de pouvoir infectant et de cause

Les virus accumulent des mutations pendant qu'ils reproduisent en cellules infectées. La réplication répétée peut mener aux souches virales qui montrent la virulence atténuée. De telles tensions peuvent agir en tant que vaccins si le virus atténué peut produire l'immunité sans grave maladie.

Cette approche n'est pas neuve. Albert Sabin a développé un vaccin atténué de virus de la polio à la moitié du 20ème siècle qui a aidé à supprimer la poliomyélite naturelle dans l'hémisphère de l'ouest. Les vaccins viraux atténués pour la rubéole, la rougeole, la fièvre jaune et d'autres maladies sont très utilisés.

Un vaccin assimilé peut-il être développé pour COVID-19 ?

Les chercheurs à l'université de l'Alabama à Birmingham ont publié une étude fondamentale pour cette possibilité dans le tourillon de la virologie. Ils ont posé une question simple : Quelles mutations prédominent quand le virus SARS-CoV-2 qui entraîne COVID-19 est développé dans les rétablissements successifs - ; canalisations appelées par des virologues - ; dans la culture de tissu ?

Les chercheurs d'UAB ont constaté que SARS-CoV-2 les isolats rapidement adaptés pendant qu'ils se développaient dans les canalisations répétées en cellules de Vero E6, une tension des cellules de rein qui est utilisée généralement pour le bouturage de virus. Les virus évolués ont gagné un pouvoir infectant plus élevé, ont expliqué une infection plus rapide écartée et ont effectué spectaculaire de plus grandes plaques sur des cellules de Vero. Une plaque est un éclat visible de la couche de cellules où des cellules sont détruites par multiplication virale et relâchent.

Pour une des tensions SARS-CoV-2 testées par des chercheurs d'UAB - ; une tension de l'état de Washington Qui était le premier virus COVID-19 a trouvé aux Etats-Unis début 2020 - ; le nombre moyen de particules infectieuses de virus relâchées des cellules était de 100 fois moins que le nombre de particules infectieuses relâchées après quatre canalisations.

Les chercheurs, aboutis par Ilya Frolov, Ph.D., professeur dans le service d'UAB de la microbiologie, constaté que l'évolution virale s'est développée par deux mécanismes importants. Le premier était une mise en place de sept acides aminés, y compris deux franchement - acides aminés chargés, dans la protéine de pointe de l'isolat de Washington SARS-CoV-2. Le virus emploie ses protéines de pointe pour fixer aux récepteurs ACE2 sur des cellules, déclenchant son entrée dans la cellule. Ainsi, la protéine de pointe est une cause déterminante importante de la pathogénie.

Le deuxième mécanisme était un changement d'un acide aminé de sérine à la glycine, une mutation S686G appelé, de la protéine de pointe près de son site de clivage. Les deux mécanismes ont augmenté la capacité du mutant au grippage au héparane-sulfate, qui est abondamment présent sur la surface des cellules. Les deux modifications ont également augmenté la taille de plaque et le régime de l'écart d'infection. Ce grippement au héparane-sulfate sur la membrane cellulaire semble être le mécanisme de la pièce d'assemblage primaire du virus avant l'interaction élevée d'affinité de la pointe avec le récepteur ACE2 cellulaire. Comme test d'importance biologique, solutions d'héparine - ; un polysaccharide relatif - ; a empêché le pouvoir infectant des virus de mutant qui montrent le grippement accru au héparane-sulfate, alors que l'héparine ne réduisait pas le pouvoir infectant des virus de non-mutant.

Pour vérifier les principaux effets des deux mécanismes principaux, les chercheurs d'UAB ont copié chaque modification dans l'ADN qui était une copie du génome de premier Wuhan, Chine, l'isolat SARS-CoV-2 ordonnancé en janvier 2020. Des copies d'ARN produites à partir de ces éléments d'ADN ont été fournies dans des cellules, et les cellules puis ont produit le virus. Les chercheurs ont constaté que chaque mécanisme unique a augmenté le grippement des éléments au héparane-sulfate, et un élément de double-mutant avec les deux modifications a eu des taux d'infection sensiblement plus élevés que l'un ou l'autre de mutant unique.

Une caractéristique importante du double mutant est que son autre évolution en cellules cultivées semble être peu probable. »

Ilya Frolov, Ph.D., professeur, service d'UAB de la microbiologie

Il dit les mutants uniques recombinés prolongés pour accumuler des mutations variées de deuxième-site dans d'autres canalisations, alors que le double mutant qui a contenu la mise en place acide aminée et S686G était stable et n'acquérait pas les modifications complémentaires.

Intrigant, SARS-CoV-2 est un coronavirus d'ARN de positif-boucle. Alphaviruses sont également des virus ARN de positif-boucle. D'autres ont prouvé que le chikungunya d'alphaviruses, l'encéphalite équine vénézuélienne, la rivière de Ross et le Sindbis ont montré l'évolution rapide assimilée pendant l'accroissement de la culture cellulaire, y compris la taille accrue de plaque, une interaction plus intense avec du héparane-sulfate et une propagation de l'infection stimulée.

D'une manière primordiale, ces alphaviruses évolués étaient habituellement spectaculaire moins pathogènes chez les souris et les êtres humains.

« Comme avec les mutants sulfate-grippants de heparan d'autres virus de RNA+, le SARS-CoV-2 évolué peut également être atténué in vivo, en particulier le double mutant qui explique le phénotype le plus adapté, » Frolov a dit. « Ainsi, ils peuvent également être employés comme base du développement des vaccins atténués sous tension de niche pour COVID-19. »

Source:
Journal reference:

Shiliaev, N., et al. (2021) Natural isolate and recombinant SARS-CoV-2 rapidly evolve in vitro to higher infectivity through more efficient binding to heparan sulfate and reduced S1/S2 cleavage. Journal of Virology. doi.org/10.1128/JVI.01357-21.