Le coronavirus arbore un luxueux manteau de sucre. "C’est frappant", a pensé Rommie Amaro, regardant sa simulation informatique de l’une des protéines de pointe de marque du SRAS-CoV-2, qui dépasse de la surface du virus. Il était enveloppé de molécules de sucre, appelées glycanes.
"Quand vous le voyez avec tous les glycanes, c’est presque méconnaissable", explique Amaro, chimiste biophysique computationnel à l’Université de Californie à San Diego.
De nombreux virus ont des glycanes recouvrant leurs protéines externes, les camouflant du système immunitaire humain comme un loup déguisé en mouton. Mais l’année dernière, le groupe du laboratoire d’Amaro et ses collaborateurs ont créé la visualisation la plus détaillée à ce jour de ce manteau, basée sur des données structurelles et génétiques et rendues atome par atome par un superordinateur. Le 22 mars 2020, elle a posté la simulation sur Twitter . En moins d’une heure, un chercheur a demandé dans un commentaire : quelle était la boucle nue et non enduite qui dépassait du sommet de la protéine ?
Amaro n’en avait aucune idée. Mais dix minutes plus tard, le biologiste structural Jason McLellan de l’Université du Texas à Austin intervint : la boucle non revêtue était un domaine de liaison au récepteur (RBD), l’une des trois sections de la pointe qui se lient aux récepteurs des cellules humaines (voir « Un pic’). (...)
Dans la simulation d’Amaro, lorsque le RBD s’est élevé au-dessus du nuage de glycane, deux glycanes ont plongé pour le verrouiller en place , comme une béquille sur un vélo. Quand Amaro a muté les glycanes dans le modèle informatique, le RBD s’est effondré. L’équipe de McLellan a mis au point un moyen d’essayer la même expérience en laboratoire et, en juin 2020, les collaborateurs avaient signalé que la mutation des deux glycanes réduisait la capacité de la protéine de pointe à se lier à un récepteur cellulaire humain 1 – un rôle que personne n’a précédemment reconnu dans les coronavirus, dit McLellan. Il est possible que l’extraction de ces deux sucres réduise l’infectiosité du virus, dit Amaro, bien que les chercheurs n’aient pas encore le moyen de le faire.
Depuis le début de la pandémie de COVID-19, les scientifiques ont développé une compréhension détaillée de la façon dont le SRAS-CoV-2 infecte les cellules. En séparant le processus d’infection, ils espèrent trouver de meilleurs moyens de l’interrompre grâce à des traitements et des vaccins améliorés, et apprendre pourquoi les dernières souches, telles que la variante Delta, sont plus transmissibles .
Ce qui a émergé de 19 mois de travail, soutenu par des décennies de recherche sur les coronavirus, est un compte rendu détaillé de la façon dont le SRAS-CoV-2 envahit les cellules humaines (voir « Cycle de vie du coronavirus pandémique »). Les scientifiques ont découvert des adaptations clés qui aident le virus à s’accrocher aux cellules humaines avec une force surprenante, puis à se cacher une fois à l’intérieur. Plus tard, lorsqu’il quitte les cellules, le SARS-CoV-2 exécute une étape de traitement cruciale pour préparer ses particules à infecter encore plus de cellules humaines. Ce sont quelques-uns des outils qui ont permis au virus de se propager si rapidement et de faire des millions de morts. « C’est pourquoi c’est si difficile à contrôler », explique Wendy Barclay, virologue à l’Imperial College de Londres. (...)
Des variantes inquiétantes du SRAS-CoV-2 ont tendance à avoir des mutations dans la sous-unité S1 de la protéine de pointe, qui héberge les RBD et est responsable de la liaison au récepteur ACE2. (Une deuxième sous-unité de pointe, S2, provoque la fusion virale avec la membrane de la cellule hôte.) (...)
"Il est clair que le SRAS-CoV-2 est un virus très rapide qui a une capacité unique à empêcher notre système immunitaire de reconnaître et de combattre l’infection dans les premiers stades", explique Stern-Ginossar. Au moment où le système immunitaire réalise qu’il y a un virus, il y en a tellement que les protéines de réponse immunitaire inondent parfois la circulation sanguine à un rythme plus rapide que la normale, ce qui peut causer des dommages. Les médecins ont constaté au début de la pandémie que certaines personnes atteintes de COVID-19 qui tombent très malades sont lésées par une réponse immunitaire hyperactive au SRAS-CoV-2, ainsi que par le virus lui-même. Certains traitements éprouvés agissent en atténuant cette réponse immunitaire . (...)