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Temps de lecture estimé : 4 mn

Sous microscope, tel que se réplique coronavirus dans la cellule.

Une puissante observation et analyse de scientifiques de Stanford.

jeudi 5 mai 2022, par Rebel Kazimir

Le processus de multiplication des virus est une machinerie aussi bien secrète que sophistiquée. Non pas parce qu’elle est cachée ou complexe, mais elle est inaccessible à l’œil nu pour la comprendre. Alors les moyens, comme les puissants microscopes électroniques, ont été améliorés et les performers de la technologie savent que leur investissement est payant dans un tel créneau.

C’est le terrible SARS-Cov-2, à l’origine d’une pandémie mondiale qui a explosée en 2020, qui a mobilisé les bons travailleurs, pour qu’il soit compris dans le but de l’éradiquer. Des chercheurs de l’Université de Stanford aux États-Unis, à l’aide d’une nouvelle technique d’imagerie par microscopie à super-résolution multicolore, ont fourni de nouvelles informations sur le cycle de vie des coronavirus.

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Ce qui pourrait aider au développement de nouvelles thérapies pour les combattre. Mais cela doit aussi servir à tenter de découvrir où se déroule exactement l’infection virale, afin de conduire à de meilleurs traitements pour lutter contre ces agents pathogènes, principalement à divers variant et même plusieurs virus.

Partant de l’observation que la réplication virale du virus SARS-Cov-2 et les molécules d’acide ribonucléique (ARN) qu’il produit, lors de sa multiplication, sont situées dans des zones physiquement distinctes d’une cellule infectée. Visionner ce cheminement a servi à l’observation de cette fécondité à l’origine des propagations de contagion.

Les nouvelles observations contrastent fortement avec les images obtenues par microscopie confocale, qui montraient des nuages blancs flous, en plus de taches de vert et de magenta, suggérant que l’ARNdb (double brin) et l’ARNg (génomique) pourraient se trouver dans les mêmes zones des cellules et peut-être même enveloppés ensemble.

L’étude de l’infection à coronavirus observée à l’échelle nanométrique a été faite en utilisant une microscopie confocale et à super résolution à haut débit. Le sujet est un coronavirus humain moins nocif, HCoV-229E, comme modèle. Il est similaire au SRAS-Cov-2 en ce qu’il contient une enveloppe parsemée de pointes de protéines entourant un brin d’ARNg. Ces protéines comprennent celles qui fabriquent des copies d’ARNg et celles qui s’assemblent dans le "conditionnement" qui s’enroule autour de l’ARNg pour créer de nouveaux virus.

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Les images de la technique de fluorescence super-résolution multicolore plus complexe contredisent cette hypothèse, révélant que les différents types d’ARN sont physiquement séparés dans la cellule. La microscopie à fluorescence est à super résolution. Elle met ces structures au point plus précisément. Elle permet d’imager des objets aussi petits que 10 nm.

Ceci est bien en dessous de la limite de diffraction optique. En utilisant cette technique, les chercheurs ont observé une « étonnante galaxie » de structures, y compris un « ciel » sombre d’amas magenta lumineux non superposés et d’étoiles vertes. C’est un premier résultat des regards portés sur ces recoins de la cellule.

Ces sphères d’ARNdb pourraient servir de centres de stockage temporaires pendant que de nouveaux virus sont « emballés et expédiés ». Bien qu’ils ne sachent pas encore ce qui pousse le virus à produire ces sites de stockage temporaires, ils espèrent que leur technique pourra éclairer davantage cette énigme à l’avenir.

Des expériences ont confirmé que la réplication virale se produit dans une partie de la cellule, connue sous le nom de réticulum endoplasmique. Ce que les chercheurs savaient déjà. Et que l’ARNg formé "bourgeonne" ensuite dans la cellule pour devenir emballé dans un virus entièrement formé.

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De plus, les scientifiques ont marqué l’ARN viral, qui comprenait à la fois l’ARN génomique et l’ARN double brin (ARNg et ARNdb, respectivement). Grâce à ces techniques, les chercheurs ont visualisé la localisation de l’ARNg et de l’ARNdb à une résolution nanométrique de 20 nanomètres (nm). Ils ont observé qu’en plus d’être dans le réticulum endoplasmique, l’ARNdb se trouve également dans de grandes sphères pouvant atteindre 450 nm. Ces sphères ne contiennent aucun ARNg.

L’ARNg et l’ARNdb ont été organisés en trois types de structures différents, dont les grappes d’ARNg, les petits points ponctuels à l’échelle nanométrique et les points ponctuels ronds à l’échelle intermédiaire. Les grappes d’ARNg sont considérées comme des modifications induites par le virus du réticulum endoplasmique (RE) appelées grappes alambiquées, qui contiennent jusqu’à des centaines de copies d’ARNg. Ces grappes grossissent à mesure que l’infection progresse.

Pour développer des traitements améliorés afin d’éliminer SARS-Cov-2, un des sept coronavirus pouvant infecter l’homme mortellement et d’autres virus de même type, les chercheurs doivent mieux comprendre la biologie de l’ARN du génome du coronavirus, ou ARNg, lors de l’infection. Ils l’observent donc dans la cellule, où il loge et son expansion est suivie.

Autour de cet ARN qui contient tous les "plans" nécessaires à la fabrication des matériaux nécessaires, des protéines qu’il emploie des protéines pour se multiplier. La microscopie de pointe, à super-résolution multicolore, a permis de suivre son évolution. C’est le troisième en 20 ans à provoquer une maladie potentiellement mortelle. Sous le regard des chercheurs, il a muté aussi...

Comparaison des images confocales (encart) et super-résolution (plein volet) d’une cellule infectée par un coronavirus, avec un ARNdb marqué en vert et un ARNg marqué en magenta. Les nuages ​​blancs dans l’image confocale suggèrent que les deux formes d’ARN pourraient se trouver au même endroit dans la cellule, tandis que l’image à super-résolution montre que l’ADNdb et l’ARNg ne se chevauchent jamais, en fait. (Avec l’aimable autorisation de Jiarui Wang, Laboratoire Moerner)


Voir en ligne : COVID-19

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