Le National Deuteration Facility de l’Australian Nuclear Science and Technology Organisation a fourni du cholestérol deutéré à la recherche internationale pour mieux comprendre comment la protéine Spike du virus COVID, SARS-Co-V-2, infecte les cellules humaines par un mécanisme de fusion membranaire.
Dans les composés deutérés, l’hydrogène a été remplacé par le deutérium. Le cholestérol deutéré peut être utilisé comme sonde moléculaire pour déterminer l’ordre d’empilement des couches membranaires et pour déterminer comment le cholestérol est réparti sur la membrane.
Des chercheurs de l’Institut Laue-Langevin, de l’Université de Cambridge et du Conseil national italien de la recherche ont élucidé comment les peptides de fusion, de courtes séquences de protéines, initient l’infection par le COVID à l’aide d’un modèle d’interactions membranaires.
Les peptides agissent comme un pont entre la membrane hôte et l’enveloppe virale pour favoriser la fusion.
Une étape critique de l’infection se produit lorsque l’enveloppe de la protéine Spike du coronavirus SARS-CoV-2 fusionne avec la membrane de la cellule hôte pour créer une voie d’entrée du virus.
La recherche a fourni une image détaillée du rôle des peptides de fusion SARS-Co-V-2 Spike spécifiques dans le processus de fusion dans un article publié dans Le Journal de l’American Chemical Society. En raison de son importance, la recherche a été présentée sur la couverture du journal.
En plus de clarifier deux mécanismes moléculaires potentiels, ils ont découvert que le calcium et le cholestérol influençaient les interactions entre les peptides et la membrane de la cellule hôte.
L’équipe de chercheurs a utilisé une suite de techniques d’analyse des neutrons, y compris la réflectométrie des neutrons et la diffusion des neutrons aux petits angles, pour pouvoir faire la distinction entre les couches des membranes virales et hôtes et d’autres techniques de neutrons pour comprendre les changements dynamiques des membranes.
Le cholestérol était un élément clé du modèle de membrane cellulaire et essentiel dans sa fonction dans l’étude.
« La couche de cholestérol deutéré a fourni un contraste qui pouvait être distingué des autres composants de la couche », a expliqué le Dr Robert Russell.
Ils ont découvert que la présence ou l’absence de calcium pouvait affecter l’orientation de la molécule de cholestérol, la faisant devenir plus épaisse ou plus fine.
« Le National Deuteration Facility acquiert une réputation internationale pour la fourniture de lipides hautement deutérés, tels que le cholestérol, pour la recherche biomédicale. Nous avons plusieurs collaborations internationales soutenant la recherche sur le COVID », a déclaré le Dr Tamim Darwish.
« Notre installation peut produire des quantités relativement importantes, qui sont généralement nécessaires dans les expériences sur les neutrons, et nous les gardons en stock.
« Bien que la diffusion des neutrons associée à cette recherche ait été réalisée à l’Institut Laue-Langevin en France, nombre de nos utilisateurs choisissent de venir à l’ANSTO pour utiliser nos instruments de diffusion des neutrons car ils peuvent facilement accéder aux composés deutérés sur mesure du NDF. »
L’installation nationale de deutération de l’ANSTO est la seule installation de deutération moléculaire d’Australie, qui est en partie financée par la National Collaborative Research Infrastructure Strategy (NCRIS) – une initiative du gouvernement australien.
Andreas Santamaria et al, Rôles étonnamment différents des peptides de fusion SARS-CoV-2 découverts par la diffusion de neutrons, Journal de l’American Chemical Society (2022). DOI : 10.1021/jacs.1c09856