Le coronavirus modifie les cellules qu'il infecte en leur faisant pousser des tentacules. © Antonio Rodriguez, Adobe Stock

Santé

Les cellules infectées par le coronavirus ont des tentacules qui poussent

ActualitéClassé sous :Coronavirus , SARS-CoV-2 , infection au coronavirus

Les virus sont des parasites intracellulaires qui détournent le métabolisme cellulaire à leur avantage. Parfois, les effets du virus sont plutôt insolites, comme l'apparition de grands tentacules ramifiés à la surface de la cellule. 

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Lorsqu'un virus 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 phosphorylation des protéines cellulaires lors d'une infection au SARS-CoV-2.

Ce travail a été réalisé in vitro sur des cellules épithéliales en culture. L'infection par le coronavirus accroît ou diminue l'activité des kinases, des enzymes 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 transcription 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'actine et la myosine, des protéines du cytosquelette. 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 protrusions, 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 virions. 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 Sida, les herpès et les rotavirus (responsables de gastro-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 molécule fait l'objet d'études cliniques comme traitement pour certains cancers 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 biotechnologie taïwanaise Senwha Biosciences effectue d'ores et déjà des expériences pour confirmer l’effet antiviral du Silmitaserib.

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