Pour la première fois, des chercheurs ont observé en direct et en très haute résolution comment les virus de la grippe attaquent des cellules vivantes. Cela a été possible grâce à une nouvelle méthode de microscopie. Elle pourrait désormais aider à développer des thérapies antivirales plus ciblées.
Fièvre, douleurs dans les membres, nez qui coule - avec l’hiver, la grippe est de retour. Elle est déclenchée par des virus grippaux qui pénètrent dans notre corps par des gouttelettes et attaquent les cellules.
Des chercheurs suisses et japonais ont étudié ce virus de très près. Grâce à une méthode de microscopie qu’ils ont développée, ils peuvent zoomer sur la surface de cellules humaines placées dans une boîte de Pétri. Les scientifiques ont ainsi pu observer pour la première fois en haute résolution et en direct comment les virus de la grippe pénètrent dans une cellule vivante.
Une chose a particulièrement surpris les chercheurs sous la direction de Yohei Yamauchi, professeur de médecine moléculaire à l’EPF de Zurich : les cellules ne sont pas passives et ne se laissent pas simplement envahir par le virus de la grippe. Au contraire, elles tentent activement de capturer le virus. "L’infection des cellules de notre corps ressemble à une danse que le virus et la cellule mènent ensemble", explique Yamauchi.
Les virus surfent à la surface des cellules
Bien entendu, les cellules du corps ne tirent aucun avantage d’une infection virale. Elles n’ont rien à gagner à participer activement au processus. L’interaction dynamique se produit parce que les virus s’emparent d’un mécanisme d’absorption cellulaire quotidien qui est essentiel pour les cellules. c’est en effet par ce mécanisme que des substances vitales telles que les hormones, le cholestérol ou le fer sont introduites dans les cellules.
Comme pour ces substances, les virus de la grippe doivent se fixer sur des molécules à la surface des cellules. La dynamique ressemble à un surf sur la surface cellulaire : le virus scanne la surface, se fixe tantôt ici, tantôt là sur une molécule de surface, jusqu’à ce qu’il ait trouvé un point d’entrée idéal : un endroit où de nombreuses molécules réceptrices de ce type sont très proches les unes des autres et permettent ainsi une absorption efficace dans la cellule.
Une fois que la cellule a reconnu, grâce à ses récepteurs, qu’un virus s’est fixé sur sa membrane, elle forme un creux ou une poche à l’endroit concerné. Celle-ci est formée et stabilisée par des protéines structurelles spéciales appelées clathrines. Petit à petit, la cavité s’agrandit et enferme le virus. C’est ainsi que se forme une vésicule. La cellule transporte celle-ci vers l’intérieur, où l’enveloppe de la vésicule se dissout et libère le virus.
Les études précédentes qui ont examiné ce processus important ont travaillé avec d’autres méthodes de microscopie, dont la microscopie électronique. Pour cette dernière, les cellules doivent être détruites, ce qui ne permettait d’obtenir que des images instantanées. Une autre méthode utilisée, la microscopie à fluorescence, ne permet en revanche qu’une faible résolution spatiale.
Des méthodes combinées, également pour d’autres virus
La nouvelle méthode est une combinaison de la microscopie à force atomique et de la microscopie à fluorescence. Ils appellent cette méthode la microscopie à force atomique Vivid. Vivid est l’abréviation de "Virus View". Grâce à cette technologie, il est désormais possible de suivre l’entrée du virus dans la cellule dans les moindres détails de sa dynamique.
Les chercheurs ont ainsi pu montrer que la cellule favorise activement l’absorption du virus à différents niveaux. Ainsi, la cellule recrute activement les protéines de clathrine, importantes sur le plan fonctionnel, à l’endroit où se trouve le virus. En outre, la surface de la cellule ondule à cet endroit afin de pouvoir capturer activement le virus grâce aux bombages. Ces mouvements membranaires ondulatoires s’intensifient lorsque le virus s’éloigne à nouveau de la surface cellulaire.
La nouvelle méthode fournit ainsi des connaissances importantes pour le développement de médicaments antiviraux. Elle permet par exemple de tester en temps réel l’effet de médicaments potentiels en culture cellulaire. Comme le soulignent les auteurs de l’étude, la méthode peut également être utilisée pour étudier le comportement d’autres virus ou de vaccins.
Référence bibliographique
Yoshida A, Uekusa Y, Suzuki T, Bauer M, Sakai N, Yamauchi Y : Enhanced visualization of influenza A virus entry into living cells using virus-view atomic force microscopy. PNAS, 122 : e2500660122, doi : 10.1073/pnas.2500660122
