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Des chercheurs de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS), en collaboration avec des chercheurs américains, ont mis au jour une nouvelle stratégie des parvovirus pour atteindre le noyau des cellules, qui est leur lieu de réplication.
Ce nouveau mode d’entrée représente un bel exemple d’évolution en fonction de l’hôte. Leurs résultats ont été publiés dans le journal Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Les parvovirus sont extrêmement contagieux et persistants dans l’environnement. Ils se transmettent principalement par les excréments d’un animal contaminé. Ils peuvent infecter tant les invertébrés, les vertébrés, les mammifères et les humains. Pour atteindre le noyau des cellules hôtes, les parvovirus utilisent majoritairement des réactions enzymatiques. Ils sont d’abord absorbés par la cellule à l’intérieur d’une vésicule, un compartiment membranaire. Pour s’en échapper, les parvovirus activent un domaine enzymatique viral appelé phospholipase A2 (PLA2), un mécanisme clé découvert en 2001 par le même laboratoire de l’INRS.
Or, quelques types de parvovirus, ainsi que d’autres virus sans enveloppe virale, n’ont pas ce domaine enzymatique et doivent donc s’échapper de la vésicule par un autre moyen. À l’aide de la biologie moléculaire et d’études structurales, des chercheurs de l’INRS ont découvert qu’un nouveau virus ciblant la crevette géante tigrée fait appel à une réaction plus mécanique. Ce type de parvovirus contient un faisceau intérieur formé de cinq hélices retenues ensemble par des ions de calcium. Lorsque le micro-organisme se trouve dans la vésicule, où la concentration de calcium est diminuée, le faisceau est relâché et ouvre l’enveloppe protéique (capside) renfermant son matériel génétique ainsi que la membrane, ce qui permet à l’ADN viral de s’échapper dans le noyau pour la réplication.
« Il s’avère que l’incorporation d’un domaine enzymatique PLA2 n’est qu’une stratégie, même en ce qui concerne la famille des parvovirus. Nous avons démontré une nouvelle stratégie qui ne se limiterait pas à une lignée, mais bien à d’autres parvovirus très importants sur le plan économique, tels que les parvovirus de volailles domestiques et de visons d’élevage », souligne Judit Pénzes, anciennement postdoctorante à l’INRS et première auteure de l’article publié le 18 août 2020.
Une stratégie évolutive
Peter Tijssen, professeur émérite à l’INRS et auteur principal de la publication, soulève un autre point intéressant : l’évolution convergente de ce mode d’entrée dans la cellule. « Deux parvovirus avec des séquences d’ADN différentes, mais qui s’attaquent tous deux aux crevettes, ont adopté des stratégies similaires pour atteindre le noyau », précise-t-il.
Grâce à un microscope faisant près de deux étages de haut, le FEI Titan Krios, Judit Pénzes a réussi à résoudre la structure complète du virus à l’échelle quasi atomique. « On pouvait déjà sentir l’énergie gronder à travers l’énorme machine en entrant dans le bâtiment. Je pense que c’est ce que les scientifiques impliqués dans l’exploration spatiale ont dû ressentir lorsqu’ils ont vu une fusée prête à décoller pour la première fois », confie la postdoctorante.
Éventuellement, la découverte de ce mécanisme pourrait conduire à une meilleure compréhension de la façon dont les virus pénètrent dans les cellules, et même à un remède. « Si nous savons comment le parvovirus arrive à relâcher son ADN dans le noyau de la cellule hôte, nous pouvons essayer de trouver une molécule pour bloquer cette action », conclut le professeur Tijssen. La collaboration avec l’équipe de chercheurs basée en Floride leur permettra d’approfondir les connaissances à ce sujet et de trouver éventuellement d’autres méthodes d’entrée.
À propos de l’étude
Les chercheurs ont reçu un soutien financier du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, du National Institutes of Health (NIH), et du College of Medicine de la University of Florida.
En savoir plus https://www.pnas.org/content/117/33/20211
