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Une enzyme humaine serait responsable des mutations du SARS-CoV-2

biologie 14 septembre 2022

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Des chercheurs ont trouvé la première preuve expérimentale expliquant pourquoi la COVID-19 produit des variants, tels que Delta et Omicron, si rapidement. Ces résultats pourraient permettre aux scientifiques de prévoir l’émergence de nouvelles souches de coronavirus, et peut-être même de produire des vaccins avant l’arrivée de ces souches.

La première preuve expérimentale expliquant les variants

L’émergence relativement rapide de plusieurs variants du COVID-19 a déconcerté les chercheurs car la plupart des coronavirus ne mutent pas et n’évoluent pas aussi rapidement. C’est parce qu’ils possèdent un mécanisme de «relecture» intégré pour empêcher les mutations lorsqu’ils se copient tout en se développant et en se multipliant dans nos cellules.

Mais les scientifiques de l’USC ont découvert la stratégie du COVID-19 pour contourner le mécanisme de correction :  il détourne les enzymes des cellules humaines qui nous défendent normalement contre les infections virales, et utilise ces enzymes pour modifier son génome et créer des variants du virus.

« Les nouvelles souches peuvent devenir de plus en plus contagieuses et échapper à la protection des vaccins », a déclaré Xiaojiang Chen. « Prédire de nouveaux variants et préparer des vaccins efficaces à l’avance, pourrait arrêter de nouveaux variants avant qu’ils ne se propagent. »

l’enzyme APOBEC convertit les C en U

La séquence du code génétique du virus, qui est composée de l’ARN, utilise quatre lettres pour identifier les nucléotides qui les  composent : A, C, G, U. Au cours de leur analyse, Chen et l’équipe ont remarqué un schéma intéressant : de nombreuses mutations qui se sont produites au fur et à mesure que le virus se répliquait, ont été causées par le changement d’un nucléotide particulier dans le code en un autre – la lettre «C» a été remplacée par «U».

La fréquence élevée des mutations C vers U les a orientés vers un groupe d’enzymes que les cellules utilisent souvent pour se défendre contre les virus. Appelées APOBEC, ces enzymes convertissent les C du génome du virus en U dans le but de provoquer des mutations fatales.

Mais Chen et son équipe ont découvert que pour la COVID-19 se développant dans les cellules humaines, non seulement les mutations C vers U ne sont pas fatales, mais elles profitent en fait au virus, en lui fournissant un moyen de muter, d’évoluer et de développer de nouvelles souches plus rapidement que prévu.

Le virus a appris à renverser les rôles sur ces enzymes APOBEC

« Nous avons fourni la première preuve expérimentale que nos propres enzymes peuvent permettre au COVID-19 de muter rapidement », a déclaré Chen. « D’une manière ou d’une autre, le virus a appris à renverser les rôles sur ces enzymes APOBEC de l’hôte pour son évolution et sa forme physique. »

Heureusement pour les scientifiques qui cherchent à vaincre la COVID-19, toute bonne attaque a sa faiblesse. Dans ce cas, les mutations créées par les enzymes APOBEC ne sont pas aléatoires – elles convertissent le C en U à des endroits spécifiques de la séquence génétique où un U ou un A se trouve juste devant le C (comme UC ou AC).

Grâce à ces connaissances, les scientifiques peuvent rechercher chaque UC et AC dans le génome de la COVID-19 et, à l’aide de puissantes méthodes informatiques et expérimentales, prédire et tester ce qui se passera si l’un d’entre eux se transforme en U. Cela peut leur permettre de prédire quels nouveaux variants du COVID-19 pourraient apparaître, et de suggérer comment mettre à jour les vaccins afin qu’ils protègent contre tout nouveau variant susceptible de se propager.

Des informations qui permettent de suivre les mutations de la COVID-19

C’est précisément l’objectif de Chen et de son équipe, qui étudient les effets potentiels des mutations C vers U causées par les enzymes APOBEC sur le cycle de vie de la COVID-19 et sur sa capacité à se propager et à provoquer des maladies. Au fil du temps, ces informations peuvent permettre aux scientifiques de produire de nouveaux médicaments et vaccins, pour vaincre les souches du virus résistantes aux médicaments et qui échappent aux vaccins.

Cette recherche a été publie dans Scientific Reports.

Source : University of Southern California
Crédit photo : iStock