L’édition du génome peut permettre de corriger des anomalies génétiques, mais aussi par « soustractions » consécutives des gènes spécifiques, d’identifier les voies moléculaires qui favorisent ou freinent le développement de certaines maladies. C’est la démarche de cette équipe de l’Université de Californie (UC) Berkeley, qui identifie et documente dans la revue Nature Genetics, les protéines pulmonaires humaines qui peuvent favoriser ou contrecarrer les infections par le SRAS-CoV-2.
Les scientifiques cherchaient à déterminer comment le virus SARS-CoV-2 pénètre dans les cellules humaines et se réplique si efficacement pendant la maladie. Ils voulaient également identifier des mécanismes de défense spécifiques dans les cellules humaines qui combattent l’infection, ce qui pourrait inspirer de nouvelles stratégies thérapeutiques.
Ces travaux apportent en effet une toute nouvelle compréhension de la bataille microscopique qui se joue entre nos cellules pulmonaires et le virus SARS-CoV-2 qui cause le COVID-19. En identifiant ces protéines spécifiques de vulnérabilité ou de protection dans notre corps qui peuvent favoriser ou nous protéger contre les infections par le SRAS-CoV-2, ils ouvrent bien la voie à de nouvelles thérapies antivirales.
Il s’agit également de la première étude dans laquelle les chercheurs ont examiné comment le virus SARS-CoV-2 interagit avec les cellules pulmonaires humaines, marquant une avancée critique dans la recherche sur le COVID-19.
De nouvelles voies moléculaires sur lesquelles le virus s’appuie pour prospérer.
L’étude : l’équipe californienne a utilisé la technologie CRISPR pour tester l’impact de chaque gène humain sur le développement de l’infection par le SRAS-CoV-2 dans les cellules pulmonaires humaines. Les chercheurs identifient ainsi de nouvelles voies moléculaires sur lesquelles le virus s’appuie pour infecter et pour prospérer. Mais également les voies antivirales qui apportent une protection contre l’infection : les mucines – le principal composant du mucus présent dans les poumons – semblent empêcher le virus SARS-CoV-2 de pénétrer dans nos cellules.
Le rôle clé des mucines dans la restriction de l’infection par le SRAS-CoV-2 : « les mucines agissent comme une barrière contre les virus qui tentent d’accéder à nos cellules épithéliales pulmonaires », explique le chercheur Scott Biering, co-auteur principal de l’étude : « les niveaux d’expression de la mucine dans les poumons semblent avoir un impact sur la progression du COVID-19 ».
- MUC1 et MUC4, des mucines présentes dans les membranes des cellules pulmonaires, défendent les cellules pulmonaires contre l’infection.
Cette découverte est importante car de précédentes études avaient suggéré qu’une accumulation de mucus pouvait au contraire être un facteur de forme sévère de la maladie – car le mucus peut entraver la respiration et qu’inhiber le mucus pourrait être une option thérapeutique. Ces nouveaux résultats montrent qu’une telle stratégie pourrait interférer avec les mucines qui fournissent un mécanisme de défense précieux contre l’infection par le SRAS-CoV-2.
- D’autres mucines, MUC5AC et MUC5B, sécrétées dans la muqueuse des poumons, ne font rien pour arrêter l’infection par le SRAS-CoV-2 ou peuvent même favoriser une infection virale…
Le rôle des mucines est donc complexe et des recherches supplémentaires sont nécessaires pour bien le comprendre. Cependant, le type et la quantité de mucus que chaque personne produit peuvent entraîner des résultats différents pour l’infection par le SRAS-CoV-2 – et conduire à différentes stratégies de traitement.
« Quelqu’un qui produit beaucoup du bon type de mucus pourrait être très protégé.
Mais quelqu’un qui produit beaucoup du mauvais type de mucus pourrait avoir plus de risque d’infection. Et quelqu’un qui produit très peu du bon type pourrait également être plus à risque ».
« Il est bien connu que l’infection virale peut être favorisée ou inhibée par nos propres protéines ».
C’est la première recherche systématique sur ces protéines de cellules hôtes, menée dans des cellules épithéliales pulmonaires humaines en cas d’infection par le SRAS-CoV-2. Les chercheurs travaillent ici sur des cellules épithéliales humaines appelées Calu-3, présentes à la surface interne du poumon.
Les chercheurs notent que de nombreux gènes mis en évidence n’ont pas encore été étudiés expérimentalement, mais constituent un point de départ précieux pour de futurs travaux.
Source: Nature Genetics 25 July, 2022 DOI: 10.1038/s41588-022-01131-x Genome-wide bidirectional CRISPR screens identify mucins as host factors modulating SARS-CoV-2 infection
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