Les chercheurs de Salk et leurs collaborateurs montrent comment la protéine endommage les cellules, confirmant que le COVID-19 est une maladie essentiellement vasculaire.

LA JOLLA - Les scientifiques savent depuis un certain temps que les protéines « spike » caractéristiques du SRAS-CoV-2 aident le virus à infecter son hôte en s’accrochant aux cellules saines. Aujourd’hui, une nouvelle étude importante montre que les protéines de pointe du virus (qui se comportent très différemment de celles codées par les vaccins) jouent également un rôle clé dans la maladie elle-même.

L’article, publié le 30 avril 2021 dans Circulation Research, explique de manière concluante que le COVID-19 est une maladie vasculaire, en démontrant exactement comment le virus SRAS-CoV-2 endommage et attaque le système vasculaire au niveau cellulaire. Ces résultats expliquent la grande variété de pathologies de la COVID-19, apparemment sans lien entre elles, et pourraient ouvrir la voie à de nouvelles recherches pour des thérapies plus efficaces.
Des images représentatives de cellules endothéliales vasculaires témoins (à gauche) et de cellules traitées avec la protéine Spike du SRAS-CoV-2 (à droite) montrent que la protéine Spike provoque une fragmentation accrue des mitochondries dans les cellules vasculaires.

« Beaucoup de gens pensent qu’il s’agit d’une maladie respiratoire, en fait il s’agit d’une maladie vasculaire », explique le professeur de recherche Uri Manor, qui est coauteur principal de l’étude. « Cela pourrait expliquer pourquoi certaines personnes ont des accidents vasculaires cérébraux et pourquoi certaines personnes ont des problèmes dans d’autres parties du corps. Le point commun entre ces maladies est qu’elles ont toutes un fondement vasculaire. »

Si les résultats de l’étude ne sont pas vraiment une surprise, cet article confirme pour la première fois le mécanisme par lequel la protéine endommage les cellules vasculaires. Il y a un consensus croissant sur le fait que le SRAS-CoV-2 affecte le système vasculaire, mais on ne savait pas exactement comment. De même, les scientifiques qui étudient d’autres coronavirus soupçonnent depuis longtemps que la protéine spike contribue à endommager les cellules endothéliales vasculaires, mais c’est la première fois que ce processus est documenté.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont créé un « pseudovirus » qui était entouré de la couronne classique de protéines spike du SRAS-CoV-2, mais qui ne contenait pas de véritable virus. L’exposition à ce pseudovirus a entraîné des lésions des poumons et des artères d’un cobaye animal, ce qui prouve que la protéine de pointe seule suffit à provoquer la maladie. Des échantillons de tissus ont révélé une inflammation des cellules endothéliales qui tapissent les parois des artères pulmonaires.

L’équipe a ensuite reproduit ce processus en laboratoire, en exposant des cellules endothéliales saines (qui tapissent les artères) à la protéine spike. Ils ont montré que la protéine spike endommageait les cellules en se liant à l’ACE2. Cette liaison a perturbé la signalisation moléculaire de l’ACE2 aux mitochondries (organites qui produisent de l’énergie pour les cellules), ce qui a endommagé et fragmenté les mitochondries.

Des études antérieures ont montré un effet similaire lorsque les cellules étaient exposées au virus SRAS-CoV-2, mais il s’agit de la première étude à montrer que les dommages se produisent lorsque les cellules sont exposées à la protéine de pointe seule.

« Si l’on supprime les capacités de réplication du virus, celui-ci a toujours un effet dommageable majeur sur les cellules vasculaires, simplement en raison de sa capacité à se lier à ce récepteur ACE2, le récepteur de la protéine S, désormais célèbre grâce au COVID », explique Manor. « D’autres études avec des protéines spike mutantes permettront également de mieux comprendre l’infectivité et la gravité des virus CoV-2 mutants du SRAS. »

Les chercheurs espèrent ensuite examiner de plus près le mécanisme par lequel la protéine ACE2 perturbée endommage les mitochondries et les amène à changer de forme.

Les autres auteurs de l’étude sont Yuyang Lei et Zu-Yi Yuan de l’Université Jiaotong de Xi’an, en Chine ; Cara R. Schiavon, Leonardo Andrade et Gerald S. Shadel de Salk ; Ming He, Hui Shen, Yichi Zhang, Yoshitake Cho, Mark Hepokoski, Jason X.-J. Yuan, Atul Malcolm et J.-J. Yuan. J. Yuan, Atul Malhotra, Jin Zhang de l’Université de Californie San Diego ; Lili Chen, Qian Yin, Ting Lei, Hongliang Wang et Shengpeng Wang du Centre des sciences de la santé de l’Université Xi’an Jiatong à Xi’an, en Chine.

Cette recherche a été soutenue par les National Institutes of Health, la National Natural Science Foundation of China, le Shaanxi Natural Science Fund, le National Key Research and Development Program, le First Affiliated Hospital of Xi’an Jiaotong University et l’Université Xi’an Jiaotong.

DOI : 10.1161/CIRCRESAHA.121.318902
SALK