Une récente iScience Une étude révèle que le coronavirus du syndrome de diarrhée aiguë du porc (SADS-CoV) favorise l’autophagie pour maintenir sa réplication à l’intérieur des cellules hôtes. Plus spécifiquement, le virus régule négativement la voie AKT/cible mammifère de la rapamycine (mTOR) pour induire l’autophagie.
Étude: Le coronavirus du syndrome de diarrhée aiguë porcine induit l’autophagie pour favoriser sa réplication via la voie Akt/mTOR. Crédit d’image : Kateryna Kon/Shutterstock.com
Arrière plan
Le SADS-CoV est un virus à acide ribonucléique (ARN) enveloppé, monocaténaire et sens positif appartenant à la famille des Coronaviridae. D’autres membres hautement pathogènes de la même famille virale comprennent le coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV), le coronavirus du syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS-CoV) et, plus récemment, le SRAS-CoV-2.
SADS-CoV est un coronavirus zoonotique d’origine chauve-souris qui a été récemment découvert en 2017. Le virus présente une transmissibilité potentielle entre espèces et est capable d’infecter une gamme de cellules dérivées de porcs, de rats, de singes et d’humains. Cela met en évidence la nécessité de comprendre ses interactions hôte-pathogène pour identifier les thérapies antivirales potentielles.
L’autophagie est un mécanisme de défense vital de l’hôte contre les virus envahisseurs. Ce processus aide à détruire et à éliminer les composants viraux par la voie de dégradation lysosomale. Cependant, certains virus, tels que le virus Zika, le virus du papillome humain (VPH) et le virus de l’herpès simplex de type 2, se sont avérés bloquer l’autophagie de l’hôte pour favoriser la réplication et la survie.
Dans l’étude actuelle, les scientifiques explorent l’association entre l’infection SADS-CoV et la régulation de l’autophagie.
Impact de l’infection SADS-CoV sur l’autophagie
Des cellules dérivées de singes et de porcs ont été infectées par le SADS-CoV-2 et soumises à une analyse d’autophagie à différents moments. La modulation de l’autophagie a été évaluée en estimant l’expression d’un marqueur autophagosome vital LC3-II.
Il a été constaté que l’infection par SADS-CoV induisait l’expression de LC3-II à tous les moments post-infection testés. L’expression la plus élevée a été observée à 24 et 36 heures, selon le type de cellule. De plus, l’analyse microscopique a confirmé l’accumulation d’autophagosomes en réponse à l’infection par le SADS-CoV.
Pour déterminer si un virus incompétent pour la réplication peut induire l’autophagie, le SADS-CoV a d’abord été inactivé par un rayonnement ultraviolet (UV) puis utilisé pour infecter les cellules. Cette expérience a révélé que le SADS-CoV doit maintenir sa réplication à l’intérieur des cellules hôtes pour stimuler le processus d’autophagie.
L’impact de l’autophagie sur la réplication du SADS-CoV a été évalué en utilisant respectivement la rapamycine et la 3-métyhlademine, qui est un inducteur et un inhibiteur bien établis de l’autophagie. Alors que la rapamycine s’est avérée induire à la fois l’autophagie et la réplication virale dans les cellules hôtes, un effet opposé a été observé dans les cellules traitées avec la 3-méthyladémine.
Ces résultats indiquent que le SADS-CoV induit l’autophagie pour faciliter sa réplication à l’intérieur des cellules hôtes lors de l’infection.
Mécanisme de l’autophagie induite par le SADS-CoV
L’autophagie est caractérisée par la formation d’autophagosomes et la fusion ultérieure d’autophagosomes avec des lysosomes pour la dégradation des composants viraux. Alors que certains virus induisent la fusion des autophagosomes avec les endosomes pour la survie, certains empêchent la fusion entre les autophagosomes et les lysosomes, inhibant par la suite le flux autophagique.
Une série d’expériences menées pour déterminer les détails mécanistes de l’autophagie induite par le SADS-CoV a indiqué que le virus induit un flux autophagique complet pour favoriser sa réplication. L’inhibition de la fusion autophagosome-lysosome perturbe la réplication virale.
Une analyse plus approfondie a révélé que le SADS-CoV induit l’autophagie par la voie dépendante de l’ATG5. ATG5 est une protéine nécessaire à la formation des autophagosomes. Au niveau moléculaire, le SADS-CoV a inhibé la voie de signalisation AKT/mTOR pour favoriser l’autophagie et maintenir la réplication.
La voie de signalisation mTOR joue un rôle crucial dans l’initiation de l’autophagie. AKT est une sérine/thréonine kinase qui agit comme un composant de signalisation en amont de la voie mTOR pour réguler l’autophagie.
Impact de l’inhibition de l’autophagie sur la réplication du SADS-CoV
L’analyse protéomique des cellules infectées par le SADS-CoV a été réalisée pour identifier les molécules cibles antivirales potentielles. Cela a conduit à l’identification de huit protéines différentiellement exprimées liées à la voie PI3K/AKT. Parmi ces protéines, seule l’intégrine α3 (ITGA3) a présenté des effets antiviraux contre la réplication du SADS-CoV.
ITGA3 est une protéine d’adhésion à la membrane cellulaire étroitement liée à l’autophagie. La surexpression d’ITGA3 dans les cellules infectées par le SADS-CoV a provoqué une régulation négative de l’autophagie et de la réplication virale, ainsi qu’une régulation positive des activités AKT et mTOR. En revanche, des événements opposés ont été observés après la suppression de ITGA3 dans la cellule infectée par le virus.
Ces résultats indiquent que l’ITGA3 empêche la réplication du SADS-CoV en inhibant l’autophagie via la voie AKT/mTOR.
Importance de l’étude
La présente étude décrit un nouveau mécanisme d’autophagie induite par le SADS-CV, nécessaire à la réplication virale et à la survie à l’intérieur des cellules hôtes. De plus, l’étude identifie ITGA3 comme une molécule antivirale potentielle qui peut empêcher la réplication virale en inhibant l’autophagie.
