Une protéine spécifique du rotavirus, NSP4, joue un rôle central dans la gravité de l’infection chez l’enfant, révèlent des recherches menées par le Baylor College of Medicine et ses partenaires. Cette découverte ouvre la voie à de nouvelles stratégies de prévention et de traitement contre ce virus responsable d’une part importante des gastro-entérites aiguës pédiatriques.
Le rotavirus est à l’origine d’environ 25 % des cas de gastro-entérite aiguë sévère chez les jeunes enfants, se manifestant par des diarrhées, des vomissements, de la fièvre et des douleurs abdominales. Chaque année, près de 500 000 enfants dans le monde succombent à cette maladie, a souligné le Dr Joseph Hyser, professeur agrégé de virologie moléculaire et de microbiologie au Baylor College of Medicine.
« Bien que la réhydratation orale et les vaccins atténués contre le rotavirus aient permis de réduire considérablement l’impact de cette infection, des améliorations restent possibles », a-t-il ajouté.
L’étude, publiée dans la revue Science Advances, met en évidence le rôle crucial de la protéine NSP4. Les chercheurs ont démontré que cette protéine est non seulement nécessaire, mais également suffisante pour provoquer plusieurs aspects de l’infection au rotavirus. Elle perturbe la signalisation calcique, non seulement dans les cellules infectées, mais aussi dans les cellules saines avoisinantes.
Les chercheurs avaient précédemment observé que le rotavirus déclenche des signaux calciques anormaux, appelés « ondes calciques intercellulaires », qui se propagent des cellules infectées aux cellules non infectées. Ils avaient également constaté que bloquer ces signaux atténuait la gravité de la maladie. La question était alors de comprendre comment le virus activait ce mécanisme.
« Nos résultats indiquent que la capacité du rotavirus à générer ces ondes calciques est entièrement liée à NSP4 », explique le Dr Hyser. « L’expression de NSP4 seule est suffisante pour créer ces ondes, et leur intensité est directement corrélée à la gravité de la maladie. »
L’équipe a mené ses recherches en utilisant des souches de rotavirus humaines et porcines, à la fois virulentes et atténuées, ainsi que des souches génétiques recombinantes nouvellement créées. Ils ont étudié l’impact de NSP4 sur la production d’ondes calciques et sur la gravité de la maladie en utilisant des cultures cellulaires, des cultures d’organoïdes intestinaux et des modèles animaux.
Ils ont constaté que le NSP4 provenant de souches atténuées induisait moins d’ondes calciques que celui provenant de souches virulentes. De plus, l’insertion du NSP4 atténué dans une souche virulente a réduit la production d’ondes calciques et diminué la capacité du virus à provoquer la diarrhée chez l’animal.
« Nous avons également observé que ces ondes calciques déclenchent une réponse immunitaire, suggérant que la dérégulation du calcium pourrait être un moyen pour les cellules hôtes de reconnaître l’infection virale », précise le Dr Hyser.
Ces découvertes pourraient avoir des implications au-delà du rotavirus, car d’autres virus utilisent des protéines similaires à NSP4 pour perturber la signalisation calcique. Les chercheurs espèrent que ces travaux conduiront à de nouvelles approches pour prévenir ou traiter les infections à rotavirus et potentiellement d’autres maladies virales.
Cette étude a été financée par des subventions des National Institutes of Health (NICH R01AI158683, R01DK115507, NIH S10OD028480, NIH F30DK131828, NIH F31DK132942, NIH F32DK130288 et NIH T32DK007664) et par la Fondation McNair MD/Ph.D. Programme de boursiers.