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Des informations sur les modifications de l’ARN viral détiennent la clé pour la conception d’antiviraux

Le cycle de vie et la capacité infectieuse des virus sont coordonnés par des mécanismes précis qui impliquent souvent l’ARN génomique. Des chercheurs européens commencent à décortiquer le rôle de diverses modifications de l’ARN dans la réplication et l’infectivité du virus.

Santé

Les modifications des bases des molécules d’ARN sont un phénomène évolutif conservé, observé à la fois chez les cellules procaryotes et eucaryotes, suggérant ainsi qu’elles doivent remplir une fonction importante. La N6-méthyladénosine (m6A) est la modification post-transcriptionnelle de l’ARN la plus fréquente chez les cellules eucaryotes et accélère le métabolisme et la traduction de l’ARNm. Elle sert de guide pour détecter des protéines spécifiques de «lecture» du cytoplasme, afin de diriger divers ARN vers différents processus biologiques.

Cartographier les modifications m6A de l’ARN viral

La présence de modifications m6A dans l’ARN viral est reconnue depuis plus de 30 ans, mais le manque de technologies avait empêché jusqu’à présent leur étude approfondie. Le projet IAV-m6A entendait cartographier les modifications m6A dans le génome du virus de la grippe A (IAV pour «Influenza A virus»), en dévoilant dans le même temps son importance fonctionnelle. Ces recherches ont été entreprises avec le soutien du programme Marie Skłodowska-Curie (MSC). «L’objectif de l’étude consistait à déchiffrer le rôle des modifications m6A dans la réplication virale et à identifier la manière dont la perte de ces modifications affecte la pathogenèse virale», explique David Courtney, titulaire d’une bourse de recherche MSC. En utilisant une méthode à base d’anticorps, David Courtney a identifié la position de ces modifications m6A sur l’ARN viral et a, par la suite, muté le génome de l’IAV afin d’éviter l’ajout de la m6A à ces sites. Ultérieurement, une caractérisation in vitro et in vivo de ces virus mutants a confirmé que les modifications m6A favorisent la réplication de l’IAV. En utilisant la spectrométrie de masse, David Courtney a étudié d’autres modifications de l’ARN, comme la 5-méthylcytosine (m5C) et, tout comme la m6A, a constaté que les deux étaient enrichies dans l’ARN génomique viral par rapport aux ARNm cellulaires. «Cet enrichissement important de plusieurs modifications dans le génome de virus à ARN, y compris le virus de la grippe A et le VIH-1, a constitué le résultat le plus important du projet et reflète probablement une évolution virale positive», signale David Courtney. Plus important encore, ces modifications se sont avérées avantageuses pour le cycle de réplication virale et la production de protéines. L’IAV s’est répliqué de manière bien plus lente dans des cellules dépourvues de la METTL3, une protéine clé qui provoque des modifications m6A de l’ARN. Ces cellules ont également produit moins d’IAV à l’infection, soulignant ainsi le rôle de la m6A dans la régulation de l’ARN de l’IAV. Ce résultat a été étayé par des expériences menées sur des cellules surexprimant les protéines YTHDF1 et YTHDF2 qui détectent des modifications m6A, où une augmentation de l’ARN de l’IAV et des taux protéiques s’est avérée évidente.

Perspectives pour l’avenir

Bien que le projet IAV-m6A ait entrepris des recherches fondamentales sur les virus sans résultats cliniques directs, ces travaux ont apporté des connaissances sur l’évolution virale et sur le cycle de vie des virus qui présentent des possibilités d’application. L’identification de protéines clés ou de modifications impliquées dans la réplication virale peut se traduire par le développement de nouveaux antiviraux à petites molécules capables de ralentir la croissance des virus. En outre, les résultats du projet peuvent aider à accroître la production protéique de l’IAV, une étape essentielle dans le développement de vaccins, afin de répondre à la demande de doses plus élevées de vaccins. David Courtney s’est vu attribuer une subvention de démarrage du CER qui lui permettra d’établir son groupe de recherche à la Queen’s University de Belfast, au Royaume-Uni. L’objectif de ce groupe consistera à étudier davantage la manière dont un vaste éventail de modifications de l’ARN sont utilisées par l’IAV lors de son cycle de réplication. Ces futures recherches porteront également sur d’autres mécanismes de la régulation post-transcriptionnelle de l’ARN de l’IAV.

Mots‑clés

IAV-m6A, IAV, modification m6A, ARN viral, antiviraux, grippe, VIH-1, METTL3, YTHDF1, YTHDF2

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