Une image au microscope électronique à transmission montre le SARS-CoV-2, le virus qui cause le COVID-19, isolé d’un patient aux États-Unis. Des particules virales émergent de la surface de cellules cultivées en laboratoire. Les pointes sur le bord extérieur des particules virales donnent aux coronavirus leur nom, en forme de couronne.NIAID-RML

À la fin de 2019, les premiers rapports d’une infection respiratoire inconnue – dans certains cas mortelle – sont apparus à Wuhan, en Chine. La source de cette infection a rapidement été identifiée comme étant un nouveau coronavirus, apparenté à ceux qui avaient provoqué des épidémies de syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS) de 2002 à 2004 et de syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS) en 2012.

L’Organisation mondiale de la santé a déclaré la maladie résultant du nouveau virus, COVID-19, une urgence de santé publique de portée internationale. Début mars 2020, le nouveau coronavirus – désormais nommé SRAS-CoV-2 – avait infecté plus de 90 000 personnes dans le monde et tué au moins 3 100 personnes.

Comme les autres coronavirus, les particules du SRAS-CoV-2 sont sphériques et possèdent des protéines appelées pointes qui dépassent de leur surface. Ces pointes s’accrochent aux cellules humaines, puis subissent un changement structurel qui permet à la membrane virale de fusionner avec la membrane cellulaire. Les gènes viraux peuvent alors pénétrer dans la cellule hôte pour y être copiés et produire d’autres virus. Des travaux récents montrent que, comme le virus à l’origine de l’épidémie de SRAS de 2002, les pics du SRAS-CoV-2 se lient à des récepteurs à la surface des cellules humaines appelés enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2).

Pour favoriser les avancées rapides de la recherche, la séquence du génome du nouveau coronavirus a été rendue publique par des scientifiques en Chine. Une équipe de collaboration comprenant des scientifiques du laboratoire du Dr Jason McLellan à l’Université du Texas à Austin et du NIAID Vaccine Research Center (VRC) a isolé un morceau du génome prédit pour coder pour sa protéine de pointe sur la base des séquences de coronavirus apparentés. L’équipe a ensuite utilisé des cellules cultivées pour produire de grandes quantités de la protéine à des fins d’analyse.

Structure au niveau atomique de la protéine de pointe du SRAS-CoV-2. Le domaine de liaison au récepteur, la partie du spike qui se lie à la cellule hôte, est coloré en vert. UT Austin, McLellan Lab

L’étude a été financée en partie par le National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) du NIH. Les résultats ont été publiés le 19 février 2020 dans Science.

Les chercheurs ont utilisé une technique appelée cryo-microscopie électronique pour prendre des photos détaillées de la structure de la protéine spike. Il s’agit de congeler des particules virales et de tirer un flux d’électrons à haute énergie à travers l’échantillon pour créer des dizaines de milliers d’images. Ces images sont ensuite combinées pour donner une vue détaillée en 3D du virus.

Les chercheurs ont constaté que le pic du SRAS-CoV-2 était 10 à 20 fois plus susceptible de se lier à l’ACE2 sur les cellules humaines que le pic du virus du SRAS de 2002. Cela pourrait permettre au SRAS-CoV-2 de se propager plus facilement d’une personne à l’autre que le virus précédent.

Malgré les similitudes de séquence et de structure entre les pics des deux virus, trois anticorps différents contre le virus du SRAS de 2002 n’ont pas pu se lier avec succès à la protéine du pic du SRAS-CoV-2. Cela suggère que les stratégies potentielles de vaccin et de traitement à base d’anticorps devront être uniques pour le nouveau virus.

“Nous espérons que ces résultats aideront à la conception de vaccins candidats et au développement de traitements pour le COVID-19”, déclare le Dr Barney Graham, directeur adjoint du CRV.

Les chercheurs travaillent actuellement sur des vaccins candidats ciblant la protéine de pointe du SRAS-CoV-2. Ils espèrent également utiliser la protéine de pointe pour isoler les anticorps des personnes qui se sont remises d’une infection par le nouveau coronavirus. S’ils sont produits en grande quantité, ces anticorps pourraient être utilisés pour traiter les nouvelles infections avant qu’un vaccin ne soit disponible. En outre, les chercheurs du NIH poursuivent d’autres approches pour traiter le virus.