Implication des mutations dans le neurotropisme et l’entrée/sortie des nouveau

La protéine S est responsable du tropisme et de l’entrée virale par la reconnaissance du récepteur cellulaire de la cellule hôte, bien que ce dernier ne soit toujours pas identifié avec précision pour HCoV-OC43 (Bosch et al., 2003). La présence d’acides sialiques sont, pour l’instant, les seules structures connues qui semblent nécessaires à la reconnaissance de sa cellule-cible par le virus HCoV-OC43 (Kunkel et al., 1993, F. Li, 2016, Vlasak et al., 1988). L’affinité de la glycoprotéine D, une protéine structurale du virus HSV-1, régule justement l’interaction de ce virus avec différents récepteurs cellulaires pour une infection efficace des neurones (Montgomery et al., 1996, Shukla et al., 1999). La glycoprotéine du virus de la rage est également essentielle afin d’initier l’endocytose du virus, en plus de participer au transport rétrograde des virions à travers le neurone (Desmaris et al., 2001, Mazarakis et al., 2001). La différence de neurovirulence entre le virus ATCC et rOC/Us183-241 pourrait donc avoir comme

origine l’affinité ou l’avidité de la glycoprotéine S pour son récepteur. Les deux mutations du virus rOC/Us183-241, situées dans le domaine de liaison au récepteur de la protéine S aux

en arginine et tyrosine en histidine. Bien que l’histidine et l’arginine soient des acides aminés basiques, leurs structures diffèrent par la présence d’un cycle aromatique pour la première et par une conformation ouverte pour la seconde (Lundblad et al., 2010). Concernant la deuxième mutation, le changement d’un acide aminé aromatique polaire (tyrosine) pour un acide aminé basique (histidine) modifie évidemment l’hydrophilicité de cette région, mais également la configuration de la protéine S dans son ensemble (Karplus, 1997). Ainsi, un changement dans la structure et/ou la polarité de la protéine S pourrait être suffisant pour stabiliser l’interaction entre la glycoprotéine S et son récepteur, accélérant du même coup l’entrée virale dans la cellule hôte.

Une fois la réplication virale effectuée, la sortie des nouveaux virions dans l’environnement pour infecter d’autres cellules peut également s’avérer une étape critique lors d’une infection au SNC. Plusieurs virus neuroinvasifs infectent le neurone et se répliquent dans le corps cellulaire pour bénéficier de la machinerie cellulaire, quitte à parcourir de grandes distances dans les axones pour atteindre cette région, tel qu’observé pour l’adénovirus (Salinas et al., 2009), le virus de la rage (Klingen et al., 2008) et le virus de la poliomyélite (Ohka et al., 2009). Une fois le cycle réplicatif effectué dans la cellule hôte, les nouveaux virons peuvent se disséminer dans l’environnement principalement de deux façons, soient par diffusion libre ou suite à un contact cellule-cellule. La diffusion libre fait généralement intervenir une relâche massive ou progressive de virions dans le milieu extracellulaire à partir du corps cellulaire où les virions vont se disséminer selon un schéma aléatoire (Salinas et al., 2010). L’adénovirus humain (ADV) est particulièrement reconnu pour utiliser principalement cette stratégie de dissémination (Yakimovich et al., 2012). À l’inverse de la diffusion libre, la dissémination virale par contact cellule-cellule nécessite une production de particules infectieuses moins importante, mais davantage polarisée afin de permettre aux virions nouvellement synthétisés d’infecter une cellule proche de la cellule hôte. Cette stratégie de propagation est particulièrement observée chez les virus enveloppés où les protéines virales structurales sont relocalisées du côté apical ou basolatéral de cellules polarisées (Jayakar et al., 2004) et serait davantage utilisée par les virus neurotropes (Koyuncu et al., 2013). D’autres virus neurotropes sont plutôt connus pour se disséminer d’un neurone à un autre via la fente synaptique, l’espace qui sépare deux cellules nerveuses (Salinas et al., 2010). La proximité qui existe entre deux neurones à la synapse neurochimique représente un endroit idéal pour la dissémination virale par contact cellule-cellule (Koyuncu et al., 2013). D’ailleurs, le virus HSV-1 (Diefenbach et al., 2008), le virus de la rage (Dietzschold et al., 2008), le virus de la rougeole (Young et al., 2009) et le virus du Nil occidental

(Samuel et al., 2007) se disséminent tous via les fentes synaptiques. Le virus de la rougeole utilise une stratégie légèrement différente des autres virus en provoquant la microfusion des dendrites et de l’axone de la fente synaptique à l’aide de la protéine virale R, ce qui facilite le passage des virus d’un neurone à un autre sans se retrouver à l’extérieur de la cellule. Or, le marquage de la glycoprotéine S de HCoV-OC43 par immunofluorescence en cultures primaires murines ou en cellules humaines s’avère plus important au niveau du corps cellulaire, suggérant que la production de nouvelles particules infectieuses se situe également à cet endroit (Figure 14). De plus, la détection des protéines S le long des axones indique aussi la possibilité que le virus se déplace en direction des fentes synaptiques afin de se disséminer via contact cellule- cellule, bien que la présence d’axones matures et de synapses chez les cellules LA-N-5 différenciées n’est pas établie avec certitude. L’utilisation de milieux de culture restrictifs pour la diffusion libre de particules infectieuses a permis de supposer que le virus de référence est en mesure de se disséminer autant par diffusion libre que suite à un contact entre deux neurones (Dubé et al, manuscrit en préparation). Cependant, la production plus importante de particules infectieuses du virus rOC/Us183-241 parmi les cellules LA-N-5, autant dans le milieu extracellulaire

(free virus) qu’au niveau cellulaire (cell-associated virus), suggère que la diffusion libre sera plus importante dans ce cas, accélérant ainsi la propagation virale. De plus, il est possible que les mutations dans la protéine S influencent la stratégie de dissémination virale dans le neurone. En effet, la glycoprotéine D du virus herpétique PRV (pseudorabies virus) n’est pas essentielle à la neuroinvasion et à la dissémination virale via la synapse mais est nécessaire à la diffusion libre des particules des neurones infectés par un mécanisme encore inconnu (Ch'ng et al., 2007, Peeters et al., 1993). La présence de mutations dans la glycoprotéine S pourrait donc favoriser la diffusion libre des nouvelles particules infectieuses. Toutefois, la similarité des titres infectieux (production de particules virales infectieuses) dans le milieu extracellulaire des cultures primaires murines entre les deux virus (Figure 15C), de même que dans les cerveaux ou les moelles épinières de souris infectées (Publication n°1, Figure 12D) témoigne peut-être d’une plus grande difficulté des nouveaux virions à se propager entre les neurones par diffusion libre, à tout le moins chez la souris. Néanmoins, le virus rOC/Us183-241 se propage plus rapidement

dans le SNC au point d’infecter la moelle épinière 2 jours plus tôt que le virus de référence (Figure 12D, panneau de droite). Le virus HCoV-OC43 s’est donc probablement adapté pour utiliser différentes stratégies de propagation, dépendamment de son hôte, du type de cellule infectée ou de l’architecture cellulaire. Il est donc évident que les étapes d’entrée dans la cellule hôte, de la réplication et de la diffusion sont toutes à même d’influencer la pathologie neurologique dépendamment de leur efficacité et de la façon d’opérer.

1.5 Implication des mutations dans la réponse immunitaire du SNC