Les virus dépendent entièrement de leurs hôtes pour se reproduire. Ils coiffent les cellules vivantes pour les pièces et l’énergie et détournent les machines cellulaires de l’hôte pour faire de nouvelles copies d’eux-mêmes. Virus-1 de l’herpès simplex (HSV-1), il s’avère que redécore également, selon une étude de Communications de la nature.
Les chercheurs du Center for Genomic Regulation (CRG) à Barcelone ont découvert que le virus du froid remodeler l’architecture du génome humain, réorganisant sa forme dans un espace tridimensionnel afin que le HSV-1 puisse accéder aux gènes hôtes les plus utiles pour sa capacité à se reproduire.
« HSV-1 est un designer d’intérieur opportuniste, remodelant le génome humain avec une grande précision et choisissant les bits avec lesquels il entre en contact. C’est un nouveau mécanisme de manipulation que nous ne savions pas que le virus devait exploiter les ressources de l’hôte », explique le Dr Esther González Almela, premier auteur de l’étude.
Bien que d’autres virus d’herpès aient été vus compacter et remodeler les chromosomes de l’hôte, il n’était pas clair s’il s’agissait d’un effet secondaire de l’invasion du virus et de la mise en place de ses propres usines de réplication virale. L’étude est la première preuve que le HSV-1 remodèle le génome humain délibérément et dans les heures suivant l’infection.
Surtout, les chercheurs ont constaté que le blocage d’une seule enzyme de l’hôte, la topoisomérase I, a complètement bloqué la capacité du HSV-1 à réorganiser le génome humain pendant l’infection, ce qui a arrêté la prise de contrôle hostile. La découverte représente une nouvelle stratégie potentielle pour contrôler un virus qui infecte près de quatre milliards de personnes dans le monde.
« Dans la culture cellulaire, l’inhibition de cette enzyme a arrêté l’infection avant que le virus ne puisse faire une seule nouvelle particule », explique le professeur de recherche ICREA, Pia Cosma, auteur correspondant de l’étude au Center for Genomic Regulation (CRG) à Barcelone. « Cela nous donne une nouvelle cible thérapeutique potentielle pour arrêter l’infection. »
Les chercheurs ont fait leurs résultats en combinant la microscopie en super-résolution, une technique d’imagerie qui peut voir des structures de 20 nanomètres de large, environ 3 500 fois plus minces qu’une mèche de cheveux, avec Hi-C, une technique qui révèle quels bits d’ADN touchent à l’intérieur du noyau. Ils ont utilisé les deux techniques pour acquérir de nouvelles informations mécanistes sur la façon dont HSV-1 détourne les cellules humaines.
Ils ont trouvé que la prise de contrôle hostile commence dans la première heure, le virus détournant l’enzyme de l’ARN-polymérase II humain pour aider à synthétiser ses propres protéines. La topoisomérase I, une enzyme qui coupe l’ADN pour libérer le stress torsional, et la cohésine, une protéine structurelle, a suivi l’ARN-polymérase humaine II dans les compartiments de réplication virale nouvellement formant.
Trois heures après l’infection, la plupart des polymérases et une fraction considérable des deux autres facteurs avaient abandonné les gènes humains. Le vol en gros provoque une effondrement de la transcription à travers le génome de l’hôte, ce qui a provoqué la chromatine, l’état naturel du génome humain à l’intérieur des cellules, est écrasé en une coquille dense à seulement 30% de son volume d’origine.
Il s’agissait d’une découverte inattendue, car la structure de la chromatine dicte la transcription. « Nous avons toujours pensé que la chromatine dense a fermé les gènes, mais nous voyons ici le contraire: arrêter la transcription en premier et les compacts de l’ADN par la suite. La relation entre l’activité et la structure pourrait être une rue à double sens », explique le Dr Álvaro Castells García, co-prioritaire de l’étude.
Deux personnes sur trois de moins de 50 ans vivent avec HSV-1. Une fois infectés, les gens ont le virus à vie, bien que la plupart des cas soient asymptomatiques ou se manifestent comme des boutons de froid récurrents. Rarement, le virus peut provoquer la cécité ou la maladie potentiellement mortelle chez les nouveau-nés et les personnes immunodéprimées.
Les résultats de l’étude peuvent aider à remédier au fardeau de la santé publique du HSV-1, qui est considéré comme un défi de santé mondial en raison de sa prévalence et de sa capacité à provoquer des épidémies récurrentes. Bien que des traitements soient disponibles pour gérer les symptômes, les souches résistantes aux médicaments sont en augmentation et il n’y a pas de remède.
