Pour la première fois, des scientifiques ont créé une simulation précise de l’invasion d’une cellule par un virus. Ils affirment que cette simulation pourrait déboucher sur des thérapies antivirales beaucoup plus efficaces que celles auxquelles nous avons recours aujourd’hui.
L’expérience a été conçue pour examiner comment l’enveloppe protéique d’un virus, appelée capside, change lorsqu’il se prépare à injecter du matériel génétique dans une cellule saine – des changements qui n’ont pas été entièrement observables dans les recherches précédentes.
Bien que des infections virales aient été simulées par le passé, les chercheurs du Penn State College of Medicine ont voulu voir s’ils pouvaient représenter le processus de manière plus précise.
Des simulations antérieures d’infection virale montraient un changement de forme de la capside entière, mais l’équipe de Penn State soupçonnait que ce changement était le résultat des processus de modélisation – qui ont utilisé une chaleur extrême ou exposé le virus à des protéines.
Au lieu d’un changement total de forme, l’équipe a émis l’hypothèse que seule la partie du virus qui interagit avec les récepteurs de la cellule devait changer de forme pendant l’infection.
Avec leurs collègues de la faculté de médecine de l’université de Pittsburgh, les chercheurs ont donc utilisé des membranes factices appelées nanodisques pour créer une surface cellulaire artificielle.
Dans cette surface cellulaire artificielle, ils ont inséré des molécules de protéines provenant de récepteurs cellulaires humains, afin de permettre aux signaux extérieurs de pénétrer dans la “cellule” – ce qui n’avait jamais été fait auparavant.
Une technique d’imagerie appelée cryomicroscopie électronique – grâce à laquelle des faisceaux d’électrons peuvent identifier les structures protéiques dans les moindres détails – a ensuite été utilisée pour surveiller la réaction entre les capsides virales et les membranes des récepteurs artificiels.
Une mise à jour récente de la microscopie cryo-électronique, appelée détection directe d’électrons, a permis à l’équipe de capturer des images à résolution atomique à des vitesses sans précédent. Des milliers d’images 2D prises sous différents angles leur ont permis de déterminer enfin la structure 3D du virus envahisseur.
Ce qu’ils ont vu suggère que l’hypothèse des chercheurs – selon laquelle les changements de forme du virus ne devraient se produire qu’aux points où les récepteurs cellulaires se lient au virus – était effectivement correcte.
“Nous pensons avoir capturé la première capside de virus physiologiquement exacte, prête à pénétrer dans l’hôte. Toutes celles que nous avions étudiées auparavant montraient des changements intervenant sur toute la capside”, a déclaré la chercheuse principale, Susan Hafenstein.
“Notre travail montre qu’un pore ne s’ouvre qu’à ce seul point d’interaction avec la cellule hôte et c’est ce qui va permettre à la capside de libérer le matériel génétique dans la cellule”
Pour les besoins de l’expérience, un virus mutant rapidement appelé coxsackievirus B3 (CVB3) a été choisi. Comme ces types de virus changent au fur et à mesure qu’ils se répliquent, il est difficile pour les traitements antiviraux de les cerner.
Les chercheurs espèrent qu’en comprenant mieux comment les virus pénètrent dans les cellules, nous pourrons les arrêter plus efficacement. De nouveaux médicaments pourraient potentiellement déclencher des mutations virales qui les empêcheraient d’accéder aux cellules saines.
Mais nous n’en sommes pas encore là. Entre-temps, Mme Hafenstein et ses collègues souhaitent réaliser d’autres tests et suggèrent qu’un nanodisque plus grand sera la prochaine étape.
“Les nanodisques utilisés dans cette série d’expériences étant si petits, nous n’obtenons pas la meilleure image de l’interaction, et c’est un point à améliorer”, a déclaré Hafenstein.
Peut-être alors, de nouveaux tests pourraient révéler ce qu’elle appelle “l’étape la plus importante” : comprendre ce qui déclenche la libération de l’ARN dans la cellule.
Virus, soyez prévenus.
L’étude a été publiée dans la revue Science Advances.
Mise à jour du 1er octobre 2016 :Nous avons modifié la copie pour préciser que l’équipe n’a pas fabriqué un modèle du virus envahisseur, mais a pu résoudre sa structure 3D à l’aide d’une imagerie avancée.