Les différences fonctionnelles de Spike des variants Alpha et Bêta

Le taux de mutation du SARS-CoV-2 est relativement bas grâce à son activité correctrice lors de la réplication de son génome. Cependant, son haut taux de réplication et sa haute transmissibilité conduisent à l’apparition rapide de variants. Parmi ceux qui ont émergé, le variant Alpha (⍺) ou anglais est devenu rapidement dominant. Le variant Bêta (β) ou sud-africain est également apparu, il y a quelques mois. Ces 2 souches ont été surveillées de près car elles apparaissent plus transmissibles que la souche d’origine de Wuhan, mais également plus résistantes à l’immunité. Des chercheurs de différentes institutions médicales américaines (Boston Children’s Hospital, Harvard Medical School, Beth Israel Deaconess Medical Center) ont étudié la structure de la protéine Spike des variants Alpha et Bêta pour comprendre les mécanismes expliquant l’augmentation de la transmissibilité et l’échappement immunitaire de ces 2 variants.

La protéine de surface Spike du SARS-CoV-2 est une protéine trimérique (assemblage de 3 protéines Spike) qui se lie au récepteur ACE2 de la cellule pour l’infecter. Les mutations du génome des variants modifient la séquence des protéines, donc aussi leur structure et leurs propriétés biochimiques. Ces chercheurs ont montré, grâce à la cryo-microscopie électronique, que le variant Bêta et la souche de Wuhan ont des propriétés biochimiques semblables, alors que le trimère de protéine Spike du variant Alpha est légèrement moins stable.

Concernant la structure des trimères de protéine Spike, les chercheurs ont observé que l’architecture globale est très similaire entre les 2 variants et la souche de Wuhan. Pour le variant Alpha, le domaine de liaison au récepteur cellulaire ACE2 (domaine RBD) est plus accessible et a plus d’affinité pour le récepteur ACE2, ce qui favorise la transmissibilité du virus. Pour le variant Bêta, les modifications de structure impactent surtout la liaison des anticorps qui est diminuée et qui favorise donc l’échappement immunitaire.

La majorité des vaccins sur le marché sont conçus pour permettre uniquement l’expression de la protéine Spike de la souche d’origine de Wuhan. Produire des vaccins de nouvelle génération prenant en compte la diversité génétique des variants est donc maintenant une priorité.