SARS-CoV‑2 : comment se comporte-t-il une fois dans nos cellules ?

La façon dont le nouveau coronavirus se comporte à l’intérieur des cellules qu’il a infectées est encore mal comprise. Des études de microscopie électronique apportent toutefois des informations inédites et révèlent des comportements qui n’avaient pas été observés avec les autres coronavirus connus.

Depuis le début de l’épidémie due au virus SARS-CoV‑2, la recherche clinique s’est mobilisée avec une rapidité sans précédent pour trouver rapidement comment lutter contre la Covid-19. Néanmoins, la mise au point de traitements spécifiques nécessite des connaissances fondamentales, en particulier sur les mécanismes précis de l’interaction du virus avec nos cellules. La façon dont le nouveau coronavirus pénètre dans la cellule, via la fixation de sa protéine Spike au niveau du récepteur humain ACE2, a rapidement été décrite. Mais les étapes qui permettent au virus de se répliquer une fois cette dans la cellule ont moins été étudiées. 

L’équipe de Philippe Roingeard¹ est spécialisée dans l’étude par microscopie électronique des comportements viraux intracellulaires. En collaboration avec l’institut Pasteur de Lille² et le Centre international de recherche en infectiologie³ à Lyon, les chercheurs se sont donc penchés sur le devenir du virus une fois qu’il est entré dans la cellule. Ils ont comparé l’aspect de cellules infectées in vitro par le SARS-CoV‑2 de 4 à 24 heures après l’infection.

Ce travail a en premier lieu permis d’observer des points communs entre le comportement du nouveau coronavirus et celui du SARS-CoV de 2003 ou des coronavirus « classiques », responsables de symptômes hivernaux bénins : « Vers la 8^e heure post-infection, des vésicules à double membrane se forment dans le cytoplasme de la cellule infectée, à proximité du noyau. Elles permettent au virus de multiplier son génome tout en étant protégé d’éventuels mécanismes de défense cellulaires ». Ces vésicules fusionnent ensuite entre elles en de plus grandes vacuoles. Les nouvelles particules virales se forment alors par bourgeonnement, pour être excrétées hors de la cellule. 

Deux comportements spécifiques

Mais deux observations réalisées au cours de cette étude concernent spécifiquement SARS-CoV‑2 : la première, précoce, est la formation d’organites à proximité de la membrane cellulaire. « Ce type de structure, appelée annulate lamellae, n’a pas encore été décrit au cours de l’infection par des coronavirus. Mais il a déjà été observé avec d’autres virus comme celui de l’hépatite A, de l’herpès ou avec le virus Zika, explique Philippe Roingeard. Ces organites contiennent un stock de pores nucléaires semblables à ceux de l’enveloppe du noyau. Ces pores sont certainement utilisés pour importer les matériaux de base nécessaires à la réplication du génome du virus dans les vésicules à double membrane. » La seconde observation, plus tardive, est l’existence de vacuoles qui contiennent des particules virales dénuées de protéine Spike. Ceci pourrait être le reflet d’un assemblage incorrect du virus ou d’un processus de dégradation organisé par la cellule. De nouvelles études vont être menées pour expliquer ce phénomène inédit et savoir s’il en découle des implications sur le plan clinique. 

Notes :
1 : unité 1259 Inserm/Université de Tours, MAVIVH
2 : unité 1019 Inserm/CNRS/Université de Lille 1/Institut Pasteur de Lille, Centre d’infection et immunité de Lille (CIIL)
3 : unité 1111 Inserm/CNRS/ENS/Université Claude Bernard Lyon 1