À l’image de la pandémie dont il est la source, le coronavirus SARS-CoV-2 ne cesse lui aussi d’évoluer. Récemment, une nouvelle variante du virus a été découverte et, comparée aux variantes antérieures, montre des modifications non négligeables d’une des composantes essentielles du virus : la protéine Spike. Mais quelle est cette protéine et comment fonctionne-t-elle ? L’efficacité des vaccins risque-t-elle d’être compromise ?
L’émergence d’une nouvelle variante du coronavirus a suscité un regain d’intérêt pour la composante du virus connue sous le nom de protéine Spike (la protéine de pointe). La nouvelle variante apporte plusieurs changements particuliers à cette protéine par rapport à d’autres variantes étroitement liées.
Et c’est l’une des raisons pour lesquelles elle est plus préoccupante que d’autres changements inoffensifs du virus observés précédemment. Les nouvelles mutations peuvent modifier la biochimie de la protéine et pourraient affecter le degré de transmissibilité du virus. La protéine Spike est également à la base des vaccins anti-COVID-19 actuels, qui fonctionnent en générant une réponse immunitaire contre elle. Mais qu’est-ce que la protéine de pointe et pourquoi est-elle si importante ?
Pénétrer à l’intérieur des cellules
Dans le monde des agents infectieux, de nombreux pathogènes bactériens ou fongiques peuvent survivre seuls sans cellule hôte à infecter. Mais les virus ne le peuvent pas. Au lieu de cela, ils doivent pénétrer à l’intérieur des cellules pour se répliquer, où ils utilisent la propre machinerie biochimique de la cellule pour construire de nouvelles particules virales et se propager à d’autres cellules ou individus.
Nos cellules ont évolué pour se protéger de telles intrusions. L’une des principales défenses de la vie cellulaire contre les envahisseurs est son revêtement externe, qui est composé d’une bicouche lipidique qui englobe toutes les enzymes, protéines et ADN qui composent une cellule. En raison de la nature biochimique des lipides, la surface externe est fortement chargée négativement et répulsive.
Les virus doivent traverser cette barrière pour accéder à la cellule. Tout comme les cellules, les coronavirus eux-mêmes sont entourés d’une membrane lipidique appelée enveloppe. Afin de pénétrer à l’intérieur de la cellule, les virus enveloppés utilisent des protéines (ou glycoprotéines car elles sont souvent recouvertes de molécules de sucre) pour fusionner leur propre membrane avec celle des cellules et prendre le contrôle de la cellule.
La structure de la protéine Spike
La protéine Spike est composée d’une chaîne linéaire de 1273 acides aminés, soigneusement repliée dans une structure, qui est parsemée de jusqu’à 23 molécules de sucre. Les protéines de pointe ont tendance à s’agréger et trois molécules de pointe distinctes se lient les unes aux autres pour former une unité « trimère » fonctionnelle.
La protéine Spike peut être subdivisée en unités fonctionnelles distinctes, appelées domaines, qui remplissent différentes fonctions biochimiques de la protéine, telles que la liaison à la cellule cible, la fusion avec la membrane et le fait de permettre à la protéine Spike d’être fixée à l’enveloppe virale.
L’une de ces unités fonctionnelles se lie à une protéine à la surface de nos cellules, appelée ACE2, déclenchant l’absorption de la particule virale et éventuellement la fusion membranaire. Spike est également impliquée dans d’autres processus comme l’assemblage, la stabilité structurelle et l’évasion immunitaire.
Une protéine soumise à mutation
Compte tenu de l’importance de la protéine de pointe pour le virus, de nombreux vaccins ou médicaments antiviraux ciblent les glycoprotéines virales. Pour le SARS-CoV-2, les vaccins de Pfizer/BioNTech et Moderna induisent, par la pénétration de l’ARN dans certaines cellules, la création de notre propre version de la protéine de pointe, peu de temps après la vaccination. Le système immunitaire et les cellules T agissent alors en conséquence, en défendant le corps contre les protéines nouvellement créées.
La production de protéines Spike à l’intérieur de nos cellules démarre alors le processus de production d’anticorps protecteurs et de cellules T. L’une des caractéristiques les plus préoccupantes de la protéine de pointe du SARS-CoV-2 est la façon dont elle change avec le temps au cours de l’évolution du virus. Codée dans le génome viral, la protéine peut muter et modifier ses propriétés biochimiques à mesure que le virus évolue.
La plupart des mutations ne seront pas bénéfiques et empêcheront la protéine de pointe de fonctionner ou n’auront aucun effet sur sa fonction. Mais certaines peuvent provoquer des changements qui donnent à la nouvelle version du virus un avantage sélectif en le rendant plus transmissible ou infectieux.
Quel impact sur le vaccin ?
Cette partie a été ajoutée par Jonathan Paiano, rédacteur en chef.
De ce fait, certains experts s’accordent sur trois scénarios possibles concernant les vaccins : le scénario le plus probable est qu’ils ne seront pas ou très légèrement affectés par cette dernière série de mutations. Au pire des cas (scénario très improbable), l’efficacité de certains vaccins sera trop réduite pour conférer une efficacité suffisante à stopper la pandémie, et un nouveau vaccin sera alors nécessaire. En effet, des experts ont déclaré qu’ils ne s’attendaient pas à ce que les mutations de la nouvelle souche, connue sous le nom de B.1.1.7, interfèrent avec l’efficacité des vaccins existants.
Cependant, le PDG de BioNTech, Ugur Sahin, déclare pouvoir développer un nouveau vaccin adapté en seulement 6 semaines si cela devait être le cas. « En principe, nous changerions l’insert [du vaccin] et remplacerions une variante du virus par une autre sans toucher à la plateforme », a déclaré le Dr Ozlem Tureci, médecin en chef de BioNTech.
« En tant que scientifique, il ne faut pas être optimiste, car nous pensons en matière de probabilités, et la probabilité que le vaccin fonctionne est relativement élevée », a déclaré Sahin. « Même s’il y a eu de multiples mutations sur la nouvelle variante, de nombreuses parties du virus n’ont pas muté, y compris la plupart des sites qui déclenchent la réponse des cellules T du corps pour combattre l’infection », déclare-t-il. « Cela nous rend confiants sur le fait que la réponse des cellules T fonctionnera toujours, mais nous devons faire des expériences pour quantifier son efficacité ».
