Les cellules infectées par le coronavirus ont des tentacules qui poussent

Lorsqu'un virusvirus fait son entrée dans une cellule, il chamboule complètement l'ordre établi. Le coronavirus ne fait pas exception. Dans une étude très dense, destinée à paraître prochainement dans Cell, des scientifiques ont étudié les changements de phosphorylationphosphorylation des protéinesprotéines cellulaires lors d'une infection au SARS-CoV-2SARS-CoV-2.

Ce travail a été réalisé in vitro sur des cellules épithéliales en culture. L'infection par le coronaviruscoronavirus accroît ou diminue l'activité des kinaseskinases, des enzymesenzymes responsables de la phosphorylation, avec des conséquences parfois étranges dans la forme de la cellule. En effet, l'un des changements induits par l'infection du SARS-CoV-2 a pour résultat l'apparition de tentacules à la surface des cellules.

L'ensemble de voies de régulations détournées par le coronavirus. Quand modifiée, la voie PIK3CA est impliquée dans l'oncogenèse. Les CDKs régulent les étapes du cycle cellulaire. CK2 intervient sur les protéines du cytosquelette et la voie MAP2K3/6 est activée lors d'un stress cellulaire. © adapté de Bouhaddou et al. Cell 2020

L'infection virale modifie les protéines cellulaires

Lorsque le coronavirus infecte une cellule, il s'approprie les enzymes cellulaires de la transcriptiontranscription et de la traduction. Comme attendu, les chercheurs ont observé une diminution du nombre de protéines cellulaires à la faveur des protéines virales. Outre la quantité de protéines virales qui augmente, le virus modifie également les sites de phosphorylation des protéines cellulaires.

Les chercheurs ont identifié 27 protéines codées par le coronavirus capable d'interagir avec 332 protéines cellulaires. Parmi ces dernières, 40 voient leur site de phosphorylation changer lors de l'infection. Et ces changements ne sont pas sans conséquences.

Sur cette image prise au microscope électronique, on voit la cellule de culture en orange ainsi que les longs tentacules recouverts de virions en bleu. © Elizabeth Fischer, NIH

Des tentacules recouverts de virus

Un des exemples les plus visuels concerne la kinase CK2 (caséine kinase 2). Cette enzyme intervient dans de nombreuses voies de régulation et phosphoryle, entre autres, l'actineactine et la myosine, des protéines du cytosquelettecytosquelette. Lorsque le coronavirus infecte une cellule (ici la lignée cellulaire épithéliale humaine Caco-2), l'activité de CK2 monte en flèche. La cellule développe alors des excroissances semblables à des tentacules.

Ces protrusionsprotrusions, appelées filopodes, sont aussi présentes chez les cellules saines, mais sur les cellules infectées, elles sont beaucoup plus longues et ramifiées. Des images réalisées en microscopie électronique montrent qu'elles sont recouvertes de virionsvirions. Les chercheurs pensent que le virus les utilise pour faciliter leur propagation.

Ce phénomène a déjà été documenté dans d'autres infections virales comme le SidaSida, les herpèsherpès et les rotavirusrotavirus (responsables de gastro-entéritesgastro-entérites). La présence de ces tentacules semble primordiale pour la propagation du virus. En effet, les chercheurs ont inhibé la CK2 et donc les filopodes, avec le Silmitaserib.

Cette moléculemolécule fait l'objet d'études cliniquesétudes cliniques comme traitement pour certains cancerscancers dans lesquels les cellules tumorales surexpriment CK2. Dans le cas du SARS-CoV-2, les chercheurs ont observé une possible activité antivirale. Par ailleurs, la compagnie de biotechnologiebiotechnologie taïwanaise Senwha Biosciences effectue d'ores et déjà des expériences pour confirmer l’effet antiviral du Silmitaserib.