En bleu, la protéine ACE2 humaine et en gris, la protéine de pointe du coronavirus. La photo montre comment les deux protéines interagissent dans un mécanisme de verrouillage et de clé, qui permet au virus d’entrer dans la cellule et de détourner son mécanisme de fabrication de protéines pour se répliquer. Crédits: Javier Delgado
Les canards, les rats, les souris, les porcs et les poulets avaient une sensibilité inférieure ou nulle à l’infection.
Les humains, suivis par les furets et dans une moindre mesure les chats, les civettes et les chiens sont les animaux les plus sensibles SRAS-CoV-2 infection, selon une analyse de dix espèces différentes réalisée par des chercheurs du Centre de régulation génomique (CRG), basé à Barcelone.
Les résultats, publiés dans Biologie computationnelle PLOS, ont constaté que les canards, les rats, les souris, les porcs et les poulets avaient une sensibilité inférieure ou nulle à l’infection par rapport aux humains.
«Savoir quels animaux sont sensibles au SRAS-CoV-2 nous aide à empêcher la formation de réservoirs animaux à partir desquels le coronavirus peut réémerger à une date ultérieure», déclare Luis Serrano, professeur de recherche ICREA, directeur du CRG et auteur principal du étude. «Nos découvertes donnent une idée des raisons pour lesquelles les visons – qui sont étroitement liés au furet – sont infectés par la maladie, qui est probablement aggravée par leurs conditions de vie compactes et leurs contacts étroits avec les travailleurs humains.
L’affinité de liaison pour les récepteurs ACE2 avec la protéine de pointe du SRAS-CoV-2 à travers huit espèces différentes par rapport aux humains (la ligne de base bleue). Les espèces au-dessus du seuil sont vulnérables à laisser le coronavirus entrer dans la cellule, tandis que celles situées en dessous présentent un risque d’infection significativement plus faible ou nul. Crédits: Javier Delgado
«Bien que nous trouvions également une susceptibilité potentielle à l’infection par les chats, ils ne coexistent pas avec les humains dans les mêmes conditions que les autres animaux, ce qui peut expliquer pourquoi il n’y a jusqu’à présent aucun cas connu de personnes infectées par leurs animaux de compagnie». ajoute le Dr Serrano.
Dix espèces ont été étudiées dans cet article. Cinq espèces – humains, chats, furets, civettes et chiens – ont eu des cas documentés d’infection par le SRAS-CoV-2. Il n’y a aucun rapport d’infection chez les cinq autres espèces – souris, rats, porcs, poulets et canards.
Les chercheurs ont utilisé la modélisation informatique pour tester comment le coronavirus utilise ses protéines de pointe, qui dépassent de la surface du virus, pour infiltrer les cellules de différents animaux. Le principal point d’entrée à la surface d’une cellule est le récepteur ACE2, qui se lie à la protéine de pointe par un mécanisme de verrouillage et de clé. Il existe de nombreuses variantes différentes d’ACE2 au sein des populations humaines et à travers différentes espèces.
Les variantes du récepteur ACE2 chez l’homme, suivies par les furets, les chats, les chiens et les civettes, ont les affinités de liaison les plus élevées avec la protéine de pointe virale, tandis que les souris, les rats, les poulets et les canards ont une faible énergie de liaison.
Cependant, l’affinité de liaison ne suffit pas à elle seule pour évaluer la sensibilité d’une cellule à l’infection. Les chercheurs ont également testé « l’indice d’adaptation des codons » des différentes espèces – qui est l’efficacité du coronavirus pour réquisitionner la machinerie d’une cellule une fois qu’elle est entrée. Plus le processus est efficace, mieux le coronavirus peut créer les protéines dont il a besoin pour se répliquer.
Les humains, les poulets et les canards ont l’indice d’adaptation des codons le plus élevé, tandis que les autres espèces sont moins bien adaptées.
Compte tenu à la fois de l’affinité de liaison et de l’indice d’adaptation des codons, les chercheurs concluent que les humains, suivis par les furets, les chats, les civettes et les chiens sont les animaux les plus sensibles à l’infection par le coronavirus.
Ils ont également découvert que différentes variantes humaines de l’ACE2 présentaient des différences de stabilité et de liaison à la protéine de pointe, une sensibilité qui peut expliquer pourquoi certaines personnes souffrent de graves COVID-19[feminine symptômes.
«Nous avons identifié des mutations sur la protéine S qui réduisent considérablement la capacité du SRAS-CoV-2 à entrer dans la cellule, empêchant l’hôte d’attraper le Covid-19», déclare Javier Delgado, chercheur au CRG et premier auteur du étude. «Nous concevons actuellement des mini-protéines à partir de la protéine ACE2 humaine pour« détourner »l’attention du virus de pénétrer dans les cellules et bloquer une infection. Si de nouvelles mutations de la protéine de pointe virale surviennent, nous pourrions concevoir de nouvelles variantes pour les bloquer. »
Comprendre l’infectivité du SRAS-CoV-2 à travers différentes espèces peut mieux informer les mesures de santé publique, aider à réduire le contact humain avec d’autres animaux sensibles et éviter le prolongement potentiel de la pandémie de COVID-19.
Selon l’OMS, depuis juin 2020, 214 cas humains de COVID-19 ont été identifiés au Danemark avec des variants du SRAS-CoV-2 associés à des visons d’élevage, dont 12 cas avec une variante unique, rapportés le 5 novembre. Les résultats préliminaires indiquent que cette variante particulière associée au vison a une sensibilité modérément diminuée aux anticorps neutralisants – bien que cela n’ait pas été démontré.
Référence: «La mutagenèse in silico de l’ACE2 humaine avec la protéine S et l’efficacité traductionnelle expliquent l’infectivité du SRAS-CoV-2 chez différentes espèces» par Javier Delgado Blanco, Xavier Hernandez-Alias, Damiano Cianferoni et Luis Serrano, 7 décembre 2020, Biologie computationnelle PLOS.
DOI: 10.1371 / journal.pcbi.1008450
Financement: Ministère espagnol de la science et de l’innovation, le gouvernement de Catalogne, la fondation «la Caixa», les centres CERCA, l’Institut des sciences et de la technologie de Barcelone et le centre d’excellence Severo Ochoa.
