Dans une première, des scientifiques ont capturé en vidéo toutes les étapes suivies par un virus lorsqu’il pénètre et infecte une cellule vivante en temps réel et en trois dimensions.
Les scientifiques ont réussi cet exploit en utilisant une imagerie avancée appelée microscopie à feuille de lumière en réseau ainsi que des manipulations chimiques et génétiques.
La première partie de la vidéo présentée ici suit un virus conçu pour faire germer les protéines de pointe du SRAS-CoV-2 (étiquetées en rose) lorsqu’il est capturé à la surface d’une cellule et englouti par un compartiment cellulaire appelé endosome. Le virus fusionne ensuite avec la membrane de l’endosome et injecte son matériel génétique (marqué en bleu) à l’intérieur de la cellule – les étapes nécessaires pour lancer un cycle d’infection virale et de réplication.
La deuxième partie de la vidéo montre de nombreux virus de ce type à l’intérieur de la cellule. La vidéo couvre 4 minutes d’activité, avec des instantanés pris toutes les 4 secondes.
Les résultats, publiés le 1er septembre dans PNASfournissent de nouvelles informations sur les mécanismes fondamentaux de l’infection virale et pourraient ouvrir la voie à de nouvelles méthodes d’intervention avant l’apparition de la COVID-19.
Les travaux des chercheurs révèlent que les virus ne peuvent fusionner avec la membrane et libérer leurs génomes que s’ils baignent dans un environnement légèrement acide. Des expériences ont indiqué que le pH doit se situer entre 6,2 et 6,8, juste en dessous de neutre et à égalité avec les fluides corporels tels que la salive et l’urine. Les endosomes ont une telle acidité, et les mesures de l’équipe ont confirmé qu’il s’agit également de la plage de pH à l’intérieur d’un nez humain typique, où l’infection par le SRAS-CoV-2 commence souvent.
Crédit : École de médecine de Harvard
« Assez amusant, mesurer le pH de la cavité nasale a rarement été fait auparavant », a noté le co-auteur principal Tomas Kirchhausen, professeur de biologie cellulaire à l’Institut Blavatnik de la Harvard Medical School et professeur HMS de pédiatrie au Boston Children’s Hospital.
L’environnement acide permet aux enzymes de l’endosome ou de la surface cellulaire, y compris TMPRSS2, un catalyseur clé de l’infection par le SRAS-CoV-2, de couper la protéine de pointe et de faciliter la fusion membranaire, a découvert l’équipe.
Les travaux ont été menés par les laboratoires de Kirchhausen ; l’ancien professeur HMS Sean Whelan, maintenant à l’Université Washington à St. Louis; et Giuseppe Balistreri de l’Université d’Helsinki. Alex Kreutzberger, instructeur HMS en pédiatrie au laboratoire de Kirchhausen, est le premier auteur de l’article.
Alex JB Kreutzberger et al, le SRAS-CoV-2 nécessite un pH acide pour infecter les cellules, Actes de l’Académie nationale des sciences (2022). DOI : 10.1073/pnas.2209514119