Des chercheurs japonais ont découvert le mécanisme à l'origine du développement de la panencéphalite sclérosante subaiguë (PSS), un trouble neurologique mortel qui peut survenir des années après une infection par la rougeole.
Le virus de la rougeole "coopère" avec lui-même pour provoquer une encéphalite mortelle
Les scientifiques découvrent un nouveau mécanisme expliquant comment le virus de la rougeole peut provoquer un trouble neurologique rare mais mortel, la panencéphalite sclérosante subaiguë.
Des chercheurs au Japon ont découvert le mécanisme par lequel le virus de la rougeole peut provoquer une panencéphalite sclérosante subaiguë, ou SSPE, un trouble neurologique rare mais mortel qui peut survenir plusieurs années après une infection par la rougeole.
Bien que la forme normale du virus de la rougeole ne puisse pas infecter le système nerveux, l'équipe a découvert que les virus qui persistent dans le corps peuvent développer des mutations dans une protéine clé qui contrôle la façon dont ils infectent les cellules. Les protéines mutées peuvent interagir avec sa forme normale, ce qui la rend capable d'infecter le cerveau. Leurs conclusions seront publiées aujourd'hui (27 janvier) dans la revue Science Advances.
Si vous avez un certain âge, vous avez peut-être eu la rougeole dans votre enfance. Beaucoup de personnes nées après les années 1970 ne l'ont jamais contractée grâce aux vaccins. La condition est causée par le virus du même nom, qui est l'un des agents pathogènes les plus contagieux à ce jour. L'Organisation mondiale de la santé estime que près de neuf millions de personnes dans le monde ont été infectées par la rougeole en 2021, le nombre de décès atteignant 128,000 XNUMX.
La mutation de la protéine F est essentielle pour que le virus de la rougeole fusionne et infecte les neurones. Deux stratégies principales existent pour une telle infection. Initialement, l'activité de fusion d'une protéine F mutante est supprimée en raison de l'interférence des protéines F normales (boîte noire). Cette interférence est surmontée par l'accumulation de mutations et l'augmentation de la fusogénicité (boîte orange). Dans un autre cas, une mutation différente de la protéine F agit de manière opposée et réduit l'activité de fusion, mais coopère à l'inverse avec des protéines F normales qui augmentent l'activité de fusion (boîte bleue). Ainsi, même les protéines F mutantes qui semblent incapables d'infecter les neurones peuvent toujours infecter le cerveau. Crédit : Université de Kyushu/Hidetaka Harada/Yuta Shirogane
« Malgré sa disponibilité, la récente COVID-19 La pandémie a fait reculer les vaccinations, en particulier dans les pays du Sud », explique Yuta Shirogane, professeur adjoint à la faculté des sciences médicales de l'université de Kyushu. « La SSPE est une maladie rare mais mortelle causée par le virus de la rougeole. Cependant, le virus normal de la rougeole n'a pas la capacité de se propager dans le cerveau, et on ne sait donc pas comment il provoque l'encéphalite.
Un virus infecte les cellules par une série de protéines qui dépassent de sa surface. Habituellement, une protéine facilitera d'abord la fixation du virus à la surface d'une cellule, puis une autre protéine de surface provoquera une réaction qui laissera le virus pénétrer dans la cellule, entraînant une infection. Par conséquent, ce qu'un virus peut ou ne peut pas infecter peut dépendre fortement du type de cellule.
"Habituellement, le virus de la rougeole n'infecte que vos cellules immunitaires et épithéliales, provoquant de la fièvre et des éruptions cutanées", poursuit Shirogane. "Par conséquent, chez les patients atteints de SSPE, le virus de la rougeole doit être resté dans leur corps et muté, puis a acquis la capacité d'infecter les cellules nerveuses. ARN des virus comme la rougeole mutent et évoluent à des taux très élevés, mais le mécanisme de leur évolution pour infecter les neurones est un mystère.
Le virus de la rougeole est un virus enveloppé portant une bicouche lipidique. La bicouche contient la protéine de liaison au récepteur de l'hémagglutinine (H) et la protéine de fusion (F). Pour que l'infection se produise, la protéine H se lie d'abord à un récepteur sur la cellule cible, puis la protéine F change de conformation pour fusionner les membranes. Crédit : Université de Kyushu/Hidetaka Harada/Yuta Shirogane
L'acteur clé qui permet au virus de la rougeole d'infecter une cellule est une protéine appelée protéine de fusion ou protéine F. Dans les études précédentes de l'équipe, ils ont montré que certaines mutations de la protéine F la mettaient dans un état "hyperfusongénique", lui permettant de fusionner sur les synapses neurales et d'infecter le cerveau.
Dans leur dernière étude, l'équipe a analysé le génome du virus de la rougeole de patients atteints de SSPE et a découvert que diverses mutations s'étaient accumulées dans leur protéine F. Fait intéressant, certaines mutations augmenteraient l'activité de l'infection tandis que d'autres la réduiraient en fait.
"C'était surprenant à voir, mais nous avons trouvé une explication. Lorsque le virus infecte un neurone, il l'infecte par « transmission en bloc », où plusieurs copies du génome viral pénètrent dans la cellule », poursuit Shirogane. « Dans ce cas, le génome codant pour la protéine F mutante est transmis simultanément avec le génome de la protéine F normale, et les deux protéines sont susceptibles de coexister dans la cellule infectée.
Sur la base de cette hypothèse, l'équipe a analysé l'activité de fusion des protéines F mutantes lorsque des protéines F normales étaient présentes. Leurs résultats ont montré que l'activité de fusion d'une protéine F mutante est supprimée en raison de l'interférence des protéines F normales, mais que cette interférence est surmontée par l'accumulation de mutations dans la protéine F.
Lorsque la protéine F induit une fusion membranaire au niveau d'une synapse neuronale, plusieurs génomes du virus de la rougeole sont transmis simultanément au neurone suivant. Ce phénomène est connu sous le nom de « transmission en bloc ». Dans ces conditions, les génomes normaux et mutants sont transmis simultanément, ce qui donne des protéines F normales et mutantes coexprimées dans une cellule infectée. Crédit : Université de Kyushu/Hidetaka Harada/Yuta Shirogane
Dans un autre cas, l'équipe a découvert qu'un ensemble différent de mutations dans la protéine F entraîne un résultat complètement opposé : une réduction de l'activité de fusion. Cependant, à leur grande surprise, cette mutation peut en fait coopérer avec des protéines F normales pour augmenter l'activité de fusion. Ainsi, même les protéines F mutantes qui semblent incapables d'infecter les neurones peuvent toujours infecter le cerveau.
«C'est presque contraire au modèle de« survie du plus apte »pour la propagation virale. En fait, ce phénomène où les mutations interfèrent et/ou coopèrent entre elles s'appelle la « sociovirologie ». C'est encore un nouveau concept, mais on a observé que les virus interagissent les uns avec les autres comme un groupe. C'est une perspective passionnante », explique Shirogane.
L'équipe espère que leurs résultats aideront à développer des thérapies pour la SSPE, ainsi qu'à élucider les mécanismes évolutifs communs aux virus qui ont des mécanismes d'infection similaires à ceux de la rougeole, tels que les nouveaux coronavirus et les virus de l'herpès.
« Il existe de nombreux mystères dans les mécanismes par lesquels les virus provoquent des maladies. Depuis que j'étais étudiant en médecine, je m'intéressais à la façon dont le virus de la rougeole provoquait la SSPE. Je suis heureux que nous ayons pu élucider le mécanisme de cette maladie », conclut Shirogane.
Référence : "L'activité de fusion collective détermine le neurotropisme d'un virus enveloppé transmis en bloc" Yuta Shirogane, Hidetaka Harada, Yuichi Hirai, Ryuichi Takemoto, Tateki Suzuki, Takao Hashiguchi et Yusuke Yanagi, 27 janvier 2023, Science Advances.
DOI : 10.1126/sciadv.adf3731
