Le SRAS-CoV-2 génère de l’amyloïde dans le liquide céphalo-rachidien

Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de préimpression, une équipe internationale de chercheurs a démontré l’agrégation amyloïde due au coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) dans le liquide céphalo-rachidien humain (LCR).

La pandémie de SRAS-CoV-2 et les complications neurologiques à long terme qui ont entraîné des patients, appelées maladie à long coronavirus (COVID), ont ravivé l’intérêt pour la relation entre les infections virales et les maladies cérébrales neurodégénératives. Alors que de nombreux virus, y compris le virus de l’herpès simplex de type 1 (HSV-1), peuvent infecter le système nerveux central (SNC) et provoquer des infections aiguës ou chroniques, une connexion mécaniste directe entre les virus et l’agrégation des protéines dans les amyloïdes – une caractéristique de plusieurs maladies neurodégénératives – s’est révélée difficile à établir.

Étude: Le SRAS-CoV-2 et le HSV-1 induisent l’agrégation amyloïde dans le LCR humain. Crédit d’image : nobeastsofierce/Shutterstock

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont démontré que l’agrégation ex vivo des protéines amyloïdes était causée par le HSV-1 et le SRAS-CoV-2 inactivé par les ultraviolets (UV) dans le LCR humain.

L’équipe a incubé le virus HSV-1 vivant et le virus SARS-CoV-2 inactivé par les UV avec du LCR obtenu à partir de personnes en bonne santé pour déterminer si les particules virales pouvaient catalyser l’agrégation amyloïde des protéines présentes dans un biofluide humain complexe. Le test de thioflavine-T (ThT) a été utilisé dans lequel la fluorescence ThT a été amplifiée lors de la liaison aux fibrilles amyloïdes pour suivre la capacité des virus à provoquer la production d’amyloïde. De plus, l’équipe a observé la formation d’amyloïde causée par les virus dans le LCR à l’aide de la microscopie électronique à transmission (TEM).

De plus, les agrégats amyloïdes produits par les virus ont été collectés et purifiés afin de décrire les protéines retrouvées dans les fractions amyloïdes. Ceci a été réalisé en lavant, centrifugant et solubilisant la fraction amyloïde dans de l’acide formique à 99 % après avoir éliminé les protéines non amyloïdes associées avec du dodécylsulfate de sodium (SDS) à 4 %.

Résultats

Les résultats de l’étude ont montré que le LCR sans virus ajouté ne présentait aucun signal significatif d’agrégation amyloïde augmentant avec le temps. Alors que le CSF ayant les deux virus était capable de provoquer une agrégation de protéines amyloïdes dans le CSF. De plus, un signal considérablement plus faible a été produit par d’autres contrôles, tels que des milieux cellulaires contenant uniquement des virus et non infectés, ce qui était cohérent avec celui observé pour les protéines amyloïdogènes isolées. Le CSF avec le virus ajouté a produit une amplification maximale de fluorescence ThT qui était sensiblement supérieure à tous les contrôles. À la surface du HSV-1 et du SARS-CoV-2, l’équipe a observé de nombreuses structures amyloïdes fibrillaires interagissant, ce qui indique des processus de nucléation catalytique à médiation de surface (HEN).

Concernant les protéines présentes dans le LCR non traité, l’analyse protéomique a montré qu’un nombre significatif de protéines étaient enrichies dans les fractions amyloïdes induites par le virus. En comparaison avec le LCR non traité, 279 protéines se sont révélées enrichies dans les fractions amyloïdes induites par le virus. Les fractions amyloïdes produites par les deux virus avaient plus de 40 % des protéines enrichies qui étaient partagées, tandis que les fractions amyloïdes produites par le HSV-1 en avaient 37 % et le SARS-CoV-2 avait 23 % de protéines uniques. L’expression élevée de certaines protéines dans le CSF proches de leurs niveaux de sursaturation les a peut-être rendues plus sensibles aux catalyseurs d’agrégation, comme en témoigne le chevauchement considérable entre les groupes de protéines renforcées par les deux virus.

Dans les plaques obtenues à partir de patients atteints de la maladie d’Alzheimer (MA), l’équipe a découvert 135 protéines, dont des précurseurs bêta-amyloïdes comme la protéine 1 (APLP1), la 2-macroglobuline, l’apolipoprotéine E (ApoE) et la clustérine. En outre, des protéines liées à d’autres maladies amyloïdes, telles que la transthyrétine (TTR) et la vitronectine, ainsi que des protéines liées à la maladie de Parkinson (MP), notamment la céruloplasmine, le 14-3-3, la nucléoline et la phosphoglycérate kinase 1 (PGK-1) ont été observés. Ces résultats ont montré que les particules virales étaient capables de catalyser l’agrégation amyloïde de plusieurs protéines dans le LCR humain.

Conclusion

Les résultats de l’étude ont montré que le HSV-1 et le SARS-CoV-2 ont déclenché une variété de protéines pour s’agréger dans le LCR humain. L’étude a également montré que l’inactivation UV n’éliminait pas la capacité des particules virales à servir de surface catalytique pour la nucléation amyloïde. Par conséquent, étant donné la fonction catalytique importante que les virus peuvent jouer dans ce processus, le rôle des virus en tant qu’agents responsables de l’agrégation des protéines dans la neurodégénérescence doit être réévalué. En raison de la pandémie de SRAS-CoV-2, qui a laissé de nombreux patients avec des symptômes neurologiques durables après l’infection, il est crucial de comprendre les processus par lesquels les virus peuvent induire des problèmes neurologiques.

*Avis important

bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.