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Identification des facteurs d’hôte requis pour l’infection par le SRAS-CoV-2

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Des chercheurs en Belgique ont réalisé des criblages génétiques fonctionnels à l’échelle du génome pour identifier les facteurs hôtes nécessaires à l’infection par le SRAS-CoV-2, ainsi que ceux partagés par divers coronavirus. Ces facteurs peuvent être utilisés pour développer des médicaments pour traiter l’infection par le SRAS-CoV-2 et même les futures épidémies de coronavirus zoonotique.

Dans Une étude publiée lundi Génétique de la nature Des chercheurs de la KU Leuven ont annoncé qu’ils utilisaient le dépistage génétique du SRAS-CoV-2 et du coronavirus humain (HCoV) 229E, qui peuvent provoquer des maladies bénignes des voies respiratoires supérieures. Ces analyses ont révélé des facteurs hôtes partagés et spécifiques au virus, notamment TMEM41B et PI3K de type 3. Les chercheurs ont également découvert que le SRAS-CoV-2 nécessite la protéine lysosomale TMEM106B pour infecter les lignées cellulaires humaines et les cellules pulmonaires primaires.

Plus précisément, la surexpression de TMEM106B a augmenté l’infection par le pseudovirus, indiquant un rôle dans l’entrée virale ainsi que dans l’infection par le SRAS-CoV-2. De plus, lorsque les chercheurs ont effectué un séquençage d’ARN unicellulaire de cellules des voies respiratoires de patients atteints de COVID-19, ils ont découvert que l’expression de TMEM106B était associée à une infection par le SRAS-CoV-2.

“La protéine lysosomale TMEM106B est un facteur hôte très important qui favorise l’infection par le SRAS-CoV-2. Nous avons montré que le virus a besoin de cette protéine pour l’infection de plusieurs lignées cellulaires humaines, et nous avons constaté que TMEM106B joue probablement un rôle dans la phase d’entrée de Le premier auteur Jim Baggen, chercheur postdoctoral dans le groupe Daelemans de la KU Leuven, a déclaré dans un e-mail: «Le rôle principal du TMEM106B dans l’infection par le SRAS-CoV-2 fait de cette protéine une cible potentielle intéressante pour les médicaments antiviraux. Bien que les inhibiteurs de petites molécules du TMEM106B ne soient pas encore disponibles, le développement de tels inhibiteurs pourrait potentiellement conduire à des médicaments qui agissent comme des traitements contre le COVID. -19. ”

Les chercheurs ont commencé par effectuer une série d’analyses génétiques basées sur CRISPR à l’échelle du génome pour identifier les facteurs hôtes nécessaires à l’infection par le SRAS-CoV-2 et le HCoV-229E. Ils ont identifié le PI3K de type 3 comme un facteur majeur commun pour le SRAS-CoV-2, le HCoV-229E et l’OC43, qui est appelé le HCoV rhume commun. En outre, un scan SARS-CoV-2 à haute stringence a identifié TMEM106B, un gène significativement enrichi codant pour une protéine mal caractérisée impliquée dans la fonction du lysosome et impliquée dans des troubles neurodégénératifs. Dans un écran de validation, la désactivation de TMEM106B a donné la plus forte résistance au SARS-CoV-2, et une résistance significative a été observée pour deux sgRNA testés individuellement ciblant PIK3C3, TMEM41B, EXT1, OSBPL9 ou TMEM30A.

Dans l’ensemble, les chercheurs ont déclaré que les résultats ont montré que l’infection par le SRAS-CoV-2 nécessitait des gènes impliqués dans TMEM106B ainsi que la synthèse de l’héparane sulfate (EXT1), l’autophagie (PIK3C3 et TMEM41B) et le transport des lipides (OSBPL9 et TMEM30A). PI3K de type 3 est une cible anti-coronavirus saisissable courante.

PIK3C3 code la sous-unité catalytique du complexe PI3K, qui est impliquée dans des processus tels que le trafic endocytaire et l’initiation et la maturation des autophagosomes. Comme des inhibiteurs ciblant directement cette protéine étaient déjà disponibles, ils ont testé l’activité des inhibiteurs structurellement différents VPS34-IN1, VPS34-IN2, SAR405 et autophinib contre différents coronavirus et ont constaté que les inhibiteurs de PI3K de type 3 présentaient une activité antivirale contre le SARS-CoV-2. . ainsi que HCoV-229E et HCoV-OC43.

Dans une expérience de suivi, les chercheurs ont étudié plus en détail l’effet du knock-out du TMEM106B sur l’infection par le SRAS-CoV-2 dans plusieurs lignées cellulaires humaines. Le knock-out du gène dans les cellules hépatiques a empêché les effets cytopathiques induits par le SRAS-CoV-2 et réduit la réplication du virus. Une complémentation ultérieure avec de l’ADNc de TMEM106B résistant au SgRNA restaure l’effet cytopathique et l’infectivité, confirmant la spécificité du knockout TMEM106B, ont-ils déclaré. Cela a été confirmé dans les lignées cellulaires dérivées du poumon et les cellules épithéliales bronchiques humaines primaires, mais les chercheurs ont noté que la production de HCoV-229E n’était pas affectée dans ces cellules, confirmant la nature du TMEM106B spécifiquement requis pour l’infection par le SRAS-CoV-2.

L’émergence de plusieurs variantes du SRAS-CoV-2 telles que la variante VOC202012 / 01 (également connue sous le nom de souche B.1.1.7 ou variante britannique) nécessiterait une étude plus approfondie pour déterminer si elles ont encore besoin de TMEM106B et d’autres facteurs hôtes. chercheurs notés. Ils ont déclaré qu’à l’exception de la suppression de pointe HV69-70, le variant britannique contenait au moins 24 mutations différentes qui n’ont pas été trouvées dans les souches utilisées dans cette étude.

“Notre article montre que TMEM106B soutient l’infection avec au moins deux souches différentes de SRAS-CoV-2, ainsi que le SRAS-CoV qui a provoqué les épidémies de SRAS en 2003”, a déclaré Baggen. “Nous recherchons actuellement si d’autres souches de SRAS-CoV-2 (telles que les variants en question) dépendent du TMEM106B pour l’infection. Des recherches futures devraient déterminer si TMEM106B est un facteur hôte conservé entre le SRAS et les virus de la même espèce ou du même genre. CoV 2. Par conséquent, les inhibiteurs du TMEM106B pourraient potentiellement être utilisés pour lutter contre les futures épidémies de nouveaux coronavirus pathogènes appartenant à ces groupes. ”

Lui et ses collègues ont également ajouté que l’analyse scRNA-seq des cellules des voies respiratoires de patients COVID-19 a montré des niveaux plus élevés d’expression de TMEM106B dans l’épithélium des voies respiratoires des individus infectés par rapport aux témoins non infectés, suggérant qu’une expression élevée de TMEM106B augmente la sensibilité au SRAS-CoV – 2 entraîne des taux d’infection plus élevés. C’est ce que les chercheurs dans le laboratoire Données montrant une infectivité accrue par surexpression de TMEM106B. Ils ont également noté qu’il pourrait être utile d’étudier si TMEM106B pourrait servir de biomarqueur pronostique de la gravité du COVID-19.

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