Das Coronavirus-Spike-Protein greift das Gefäßsystem auf zellulärer Ebene an

Repräsentative Bilder von vaskulären endothelialen Kontrollzellen (links) und mit SARS-CoV-2-Spike-Protein (rechts) behandelten Zellen zeigen, dass das Spike-Protein eine erhöhte mitochondriale Fragmentierung in Gefäßzellen verursacht. Bildnachweis: Salk Institute

Salk-Forscher und Mitarbeiter zeigen, wie das Protein Zellen schädigt, und bestätigen dies COVID-19[feminine comme une maladie principalement vasculaire.

Les scientifiques savent depuis un certain temps que SRAS-CoV-2Les protéines «spike» distinctives aident le virus à infecter son hôte en s’accrochant à des cellules saines. Maintenant, une nouvelle étude majeure montre qu’ils jouent également un rôle clé dans la maladie elle-même.

L’article, publié le 30 avril 2021, dans Recherche sur la circulation, montre également de manière concluante que le COVID-19 est une maladie vasculaire, démontrant exactement comment le virus SARS-CoV-2 endommage et attaque le système vasculaire au niveau cellulaire. Les résultats aident à expliquer la grande variété de complications apparemment non liées du COVID-19 et pourraient ouvrir la porte à de nouvelles recherches sur des thérapies plus efficaces.

«Beaucoup de gens la considèrent comme une maladie respiratoire, mais c’est vraiment une maladie vasculaire», explique le professeur adjoint de recherche Uri Manor, co-auteur principal de l’étude. «Cela pourrait expliquer pourquoi certaines personnes ont des accidents vasculaires cérébraux et pourquoi certaines personnes ont des problèmes dans d’autres parties du corps. Le point commun entre eux est qu’ils ont tous des fondements vasculaires.

Les chercheurs de Salk ont ​​collaboré avec des scientifiques de l’Université de Californie à San Diego sur l’article, notamment le co-premier auteur Jiao Zhang et le co-auteur principal John Shyy, entre autres.

Bien que les résultats eux-mêmes ne soient pas entièrement une surprise, l’article fournit une confirmation claire et une explication détaillée du mécanisme par lequel la protéine endommage les cellules vasculaires pour la première fois. Il y a un consensus croissant sur le fait que le SRAS-CoV-2 affecte le système vasculaire, mais on ne comprend pas exactement comment il l’a fait. De même, les scientifiques qui étudient d’autres coronavirus soupçonnent depuis longtemps que la protéine de pointe a contribué à endommager les cellules endothéliales vasculaires, mais c’est la première fois que le processus est documenté.

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Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont créé un «pseudovirus» qui était entouré de la couronne classique SARS-CoV-2 de protéines de pointe, mais qui ne contenait aucun virus réel. L’exposition à ce pseudovirus a entraîné des lésions des poumons et des artères d’un modèle animal – prouvant que la protéine de pointe seule était suffisante pour provoquer la maladie. Les échantillons de tissus ont montré une inflammation des cellules endothéliales tapissant les parois des artères pulmonaires.

L’équipe a ensuite reproduit ce processus en laboratoire, exposant des cellules endothéliales saines (qui tapissent les artères) à la protéine de pointe. Ils ont montré que la protéine de pointe endommageait les cellules en se liant à ACE2. Cette liaison a perturbé la signalisation moléculaire d’ACE2 aux mitochondries (organites qui génèrent de l’énergie pour les cellules), provoquant des dommages et une fragmentation des mitochondries.

Des études antérieures ont montré un effet similaire lorsque les cellules étaient exposées au virus SRAS-CoV-2, mais il s’agit de la première étude à montrer que les dommages se produisent lorsque les cellules sont exposées seules à la protéine de pointe.

«Si vous supprimez les capacités de réplication du virus, il a toujours un effet néfaste majeur sur les cellules vasculaires, simplement en raison de sa capacité à se lier à ce récepteur ACE2, le récepteur de la protéine S, désormais célèbre grâce au COVID», explique Manor . «D’autres études sur les protéines de pointe mutantes fourniront également de nouvelles informations sur l’infectivité et la gravité des virus SARS CoV-2 mutants.»

Les chercheurs espèrent ensuite examiner de plus près le mécanisme par lequel la protéine ACE2 perturbée endommage les mitochondries et les fait changer de forme.

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Référence: «La protéine de pointe du SRAS-CoV-2 altère la fonction endothéliale via une régulation à la baisse de l’ACE 2» par Yuyang Lei, Jiao Zhang, Cara R. Schiavon, Ming He, Lili Chen, Hui Shen, Yichi Zhang, Qian Yin, Yoshitake Cho, Leonardo Andrade, Gerald S.Shadel, Mark Hepokoski, Ting Lei, Hongliang Wang, Jin Zhang, Jason X.-J. Yuan, Atul Malhotra, Uri Manor, Shengpeng Wang, Zu-Yi Yuan et John YJ. Shyy, 31 mars 2021, Recherche sur la circulation.
DOI: 10.1161 / CIRCRESAHA.121.318902

Les autres auteurs de l’étude sont Yuyang Lei et Zu-Yi Yuan de l’Université Jiaotong à Xi’an, en Chine; Cara R. Schiavon, Leonardo Andrade et Gerald S. Shadel de Salk; Ming He, Hui Shen, Yichi Zhang, Yoshitake Cho, Mark Hepokoski, Jason X.-J. Yuan, Atul Malhotra, Jin Zhang de l’Université de Californie à San Diego; Lili Chen, Qian Yin, Ting Lei, Hongliang Wang et Shengpeng Wang du Centre des sciences de la santé de l’Université Xi’an Jiatong à Xi’an, Chine.

La recherche a été soutenue par les Instituts nationaux de la santé, la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine, le Fonds des sciences naturelles du Shaanxi, le Programme national de recherche et de développement clé, le premier hôpital affilié de l’Université Xi’an Jiaotong; et l’Université Xi’an Jiaotong.

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