Une nouvelle étude révèle comment les astrovirus humains se lient aux cellules humaines et ouvre la voie à de nouveaux traitements et vaccins
Les astrovirus humains sont l’une des principales causes virales de la maladie de l’estomac : pensez aux vomissements, à la diarrhée et à la fièvre. Elle touche souvent les jeunes enfants et les personnes âgées, entraînant des cercles vicieux de maladie et de malnutrition, en particulier dans les pays à revenu faible ou intermédiaire. On le trouve très couramment dans les études sur les eaux usées, ce qui signifie qu’il circule fréquemment dans les communautés. Pour l’instant, il n’existe aucun vaccin contre ce virus.
De nouvelles recherches du laboratoire de Rebecca DuBois, professeur de génie biomoléculaire à l’Université de Californie à Santa Cruz, révèlent la stratégie utilisée par l’astrovirus humain pour pénétrer dans l’organisme. Une étude détaillant ces résultats a été publiée dans la revue Nature Communications.
« Nous avons découvert une partie très importante du cycle de vie du virus, et maintenant nous savons exactement où sur le virus se produit cette interaction importante avec le récepteur humain », a déclaré DuBois. « Nous pouvons désormais développer des vaccins qui le cibleront et bloqueront cette interaction : cela guide réellement le développement futur de vaccins. »
La découverte de l’équipe met également en lumière la possibilité de réutiliser les traitements existants approuvés par la FDA pour cibler l’astrovirus. DuBois et son équipe continueront à rechercher des vaccins et des traitements contre l’astrovirus, avec le soutien d’environ 416 000 $ via une nouvelle récompense R21 des National Institutes of Health.
Le laboratoire DuBois de la Baskin School of Engineering étudie la structure moléculaire des virus, principalement ceux qui affectent principalement les enfants, pour comprendre comment ils pénètrent dans les cellules humaines et révéler de nouvelles cibles pour les vaccins et les traitements.
Au cours des deux dernières années, les scientifiques ont découvert que l’astrovirus pénètre dans l’organisme en se liant à une protéine présente dans les cellules humaines appelée récepteur Fc néonatal. Ce récepteur joue un rôle clé dans la fourniture d’anticorps aux bébés via le lait maternel et continue de soutenir la santé globale plus tard dans la vie en faisant circuler les anticorps et d’autres protéines dans la circulation sanguine.
Cependant, il ne suffit pas de savoir à quoi le virus se lie : il est crucial de découvrir exactement comment fonctionne cette liaison pour permettre au virus de pénétrer dans l’organisme. Le laboratoire de DuBois a cherché à comprendre comment le virus engage ce récepteur au niveau moléculaire.
« Les virus doivent utiliser la machinerie hôte pour se répliquer, et la toute première étape est que le virus doit pénétrer dans nos cellules », a déclaré Adam Lentz, docteur en recherche. étudiant du laboratoire de DuBois qui a dirigé cette étude. « C’est cette étape de l’entrée dans la cellule qui nous intéresse vraiment, et nous voulons bien comprendre comment cela se produit : quelles protéines, quels récepteurs, quels autres facteurs humains il utilise pour pénétrer à l’intérieur. En fin de compte, une fois que nous aurons compris comment il pénètre dans nos cellules, nous pouvons passer à l’étape suivante pour trouver comment l’arrêter. »
Pour ce faire, les ingénieurs ont créé des répliques de l’astrovirus et du récepteur en laboratoire, les mélangeant pour observer exactement comment et où les deux se lient. En utilisant la cristallographie aux rayons X, une technique qui révèle la structure d’une protéine au niveau atomique, ils ont découvert que le virus s’attache exactement au même site du récepteur que les anticorps.
« Le virus détourne la voie que les humains utilisent à des fins bénéfiques pour pénétrer à l’intérieur de la cellule », a déclaré DuBois. « Je pense que c’est l’une des découvertes les plus intéressantes : nous avons découvert exactement comment le virus utilise ce récepteur pour se faufiler dans nos cellules. »
Des traitements approuvés par la FDA existent déjà pour cibler cette voie d’anticorps dans d’autres contextes pathologiques, comme pour certains types d’auto-immunité. La recherche du laboratoire DuBois révèle une voie pour réutiliser ces traitements et tester leur capacité à protéger contre les maladies à astrovirus, réduisant ainsi le délai de développement de nouvelles thérapies.
DuBois est particulièrement intéressé par le développement de vaccins contre l’astrovirus, et l’étude approfondie de l’astrovirus a révélé que l’agent pathogène mute fréquemment à proximité de l’endroit où il se lie au récepteur. Cela signifie que le virus évolue souvent pour échapper au système immunitaire humain – tout comme la grippe – et suggère qu’une approche multi-souches pourrait être nécessaire pour un vaccin efficace.
« Si nous pouvons fabriquer un vaccin multivalent, nous pouvons protéger contre de nombreuses souches du virus », a déclaré DuBois.
Émilie Cerf
Université de Californie – Santa Cruz
ecerf@ucsc.edu
Foire aux questions
Quelle méthode a été utilisée pour exprimer et purifier les pointes de capside HAstV ?
Les pointes de capside HAstV ont été exprimées dans E. coli en utilisant une méthode de transformation par choc thermique, suivie d’une purification à l’aide d’une colonne d’affinité au cobalt.
Comment la structure du complexe de pointe FcRn-HAstV1 a-t-elle été déterminée ?
La structure a été déterminée par cristallisation du complexe de pointes FcRn-HAstV1 purifié, suivie d’une analyse par diffraction des rayons X pour obtenir la structure moléculaire.
Quel était le but des essais de liaison par interférométrie de biocouche ?
Les tests de liaison par interférométrie de biocouche ont été menés pour mesurer l’affinité de liaison entre les pointes HAstV et le FcRn à différents niveaux de pH.
