Het koude seizoen is terug, waardoor mensen zich afvragen waarom we hetzelfde virus oplopen, jaar na jaar. Waarom ontwikkelen we nooit immuniteit tegen verkoudheid? Professor Pierre Talbot van INRS is al geruime tijd op de hoogte van de ongelooflijke variabiliteit van coronavirussen. Ze zijn verantwoordelijk voor verkoudheid en vele andere infecties, inclusief neurologische aandoeningen. Samen met zijn onderzoeksmedewerker Marc Desforges, Professor Talbot werkte aan een onderzoek dat onlangs is gepubliceerd in Natuurcommunicatie over de manieren waarop coronavirussen zich aanpassen en evolueren, steeds effectiever worden in het infecteren van gastheren zonder te worden verslagen door het immuunsysteem.

De kleine, stekelige bollen, de coronavirussen worden nauwlettend gevolgd door volksgezondheidsinstanties, omdat ze kunnen worden overgedragen tussen soorten en sommige hebben een hoog potentieel sterftecijfer. Zowel SARS als MERS worden veroorzaakt door coronavirussen. Hun vermogen om zich aan nieuwe omgevingen aan te passen, lijkt gedeeltelijk te wijten te zijn aan de pieken op het oppervlak van het virus - meer specifiek, een kleine, strategisch onderdeel van de eiwitten die die spikes vormen.

De spikes zijn opgebouwd uit S-eiwitten (S voor spike). Een specifiek deel van de piek lijkt het virus in staat te stellen zich aan gastheercellen te hechten. Het RBD van de spike (receptorbindend domein), die de interactie tussen cel en virus initieert, is essentieel voor infectie. Maar RBD's zijn het doelwit van antilichamen die het virus neutraliseren en het immuunsysteem in staat stellen het uit het systeem van de gastheer te spoelen.

Coronavirussen worden dus geconfronteerd met een evolutionair probleem. Ze kunnen geen cellen infecteren zonder een RBD, die moet worden blootgesteld, zodat het op cellen kan klikken. Maar het RBD moet worden gemaskeerd om te voorkomen dat het wordt aangevallen door antilichamen.

In antwoord, het coronavirus heeft een mechanisme ontwikkeld dat het helpt te overleven, en gedijen. De RBD bestaat uit drie delen die sterk variëren tussen stammen. Dankzij deze variatie antilichamen zijn niet in staat om nieuwe stammen te detecteren, terwijl RBD's hun affiniteit voor de doelcel behouden en zelfs verbeteren. Plus, RBD's wisselen tussen zichtbare en gemaskeerde toestanden.

Om dit inzicht te krijgen, een groep onderzoekers, waaronder professor Talbot, bestudeerde het alfacoronavirus HCoV-229E en, specifieker, de interactie tussen zijn RBD en aminopeptidase N (APN) - het gastheerceleiwit waarop de RBD zich vastklampt. Het team kristalliseerde het multi-eiwitcomplex en analyseerde vervolgens de structuren van beide eiwitten.

Door de structuur van het stroomgebied van dichtbij te observeren, het team was in staat om de drie lange lussen te identificeren die op APN vastklikken. Zoals analyses van deze virussen in de afgelopen vijftig jaar hebben aangetoond, deze lussen zijn vrijwel het enige dat varieert van de ene soort tot de andere.

De experimenten tonen aan dat de veranderingen die in de lussen worden waargenomen, de affiniteit van een RBD met APN moduleren. De varianten met de grootste affiniteit zijn waarschijnlijk ook beter in het infecteren van gastheercellen, waardoor ze zich kunnen verspreiden. Zes verschillende klassen van HCoV-229E zijn in de loop der jaren opgedoken, elk met een grotere RBD-APN-affiniteit dan de vorige.

Deze ontdekking draagt ​​bij aan ons begrip van de evolutie van coronavirussen en zou kunnen leiden tot vergelijkbare analyses van andere coronavirussen. Hoewel er nog veel elementen zijn om uit te leggen, de RBD lijkt een belangrijk kenmerk te zijn dat moet worden gecontroleerd terwijl we de adaptieve evolutie van deze virussen volgen en hun vermogen om te infecteren beoordelen.