Effet dégradant de la nattokinase sur la protéine de pointe du SRAS-CoV-2

Résumé
La maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), causée par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2), est apparue comme une pandémie et a infligé d'énormes dommages à la vie des personnes et à l'économie de nombreux pays du monde. Cependant, les agents thérapeutiques contre le SRAS-CoV-2 restent flous. Le SRAS-CoV-2 possède une protéine de pointe (protéine S), et le clivage de la protéine S est essentiel à l'entrée virale. La nattokinase est produite par Bacillus subtilis var. nattoet est bénéfique pour la santé humaine. Dans cette étude, nous avons examiné l'effet de la nattokinase sur la protéine S du SRAS-CoV-2. Lorsque les lysats cellulaires transfectés avec la protéine S ont été incubés avec la nattokinase, la protéine S a été dégradée de manière dépendante de la dose et du temps. L'analyse par immunofluorescence a montré que la protéine S à la surface des cellules était dégradée lorsque la nattokinase était ajoutée au milieu de culture. Ainsi, nos résultats suggèrent que la nattokinase présente un potentiel d'inhibition de l'infection par le SRAS-CoV-2 via la dégradation de la protéine S.
Mots clés:
SARS-CoV-2 ; nattokinase ; COVID-19 [feminine]

1. Introduction
La maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), causée par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), s'est propagée dans le monde entier. La pandémie de COVID-19 a touché plus de 437 millions de personnes et causé plus de 6,3 millions de décès ( https://covid19.who.int/, consulté le 4 juillet 2022). L'entrée du SRAS-CoV-2 dans les cellules hôtes est médiée par la protéine de pointe transmembranaire (protéine S), qui forme des homotrimères qui s'étendent à partir de l'enveloppe virale. La protéine S est transformée et activée par des protéases cellulaires, notamment la protéine sérine transmembranaire 2 (TMPRSS2), la cathepsine et la furine. Il comprend deux sous-unités fonctionnelles, S1 et S2 ; la sous-unité S1 du SRAS-CoV-2 initie la liaison virus-récepteur en interagissant avec l'enzyme de conversion de l'angiotensine 2 (ACE2) du récepteur de la cellule hôte humaine, et la sous-unité S2 participe à la fusion virale avec la cellule cible, permettant l'entrée virale [ 1 ] . Le domaine de liaison au récepteur (RBD) dans la sous-unité S1 est responsable de la liaison à l'ACE2. Le clivage de la protéine S se produit à la frontière entre les sous-unités S1 et S2.
Actuellement, de nombreux pays sont impliqués dans le développement de vaccins pour se protéger contre l'infection par le SRAS-CoV-2, ainsi, le nombre d'infections par le SRAS-CoV-2 a diminué. Cependant, de nombreuses variantes du SRAS-CoV-2, y compris des souches avec des épitopes cibles vaccinaux mutés, ont été signalées [ 2 , 3 ]. La vaccination peut ne pas protéger complètement contre l'infection par le SRAS-CoV-2 car le nombre de patients atteints de COVID-19 augmente après la vaccination. Par conséquent, il est important de développer de nouveaux traitements pour les infections par le SARS-CoV-2.
Le natto est un aliment japonais traditionnel populaire à base de soja fermenté par Bacillus subtilis var. natto . La nattokinase se trouve dans le natto [ 4 ] et est l'une des enzymes extracellulaires les plus importantes produites par B. subtilis var. natto [ 5 ]. La nattokinase est constituée de 275 acides aminés et pèse environ 28 kDa [ 6 , 7 ]. La nattokinase inactive l'inhibiteur de l'activateur du plasminogène-1 et augmente la fibrinolyse [ 8 ]. Il diminue également les taux plasmatiques de fibrinogène, de facteur VII, de cytokines et de facteur VIII [ 9 ]. La nattokinase a le pouvoir de dissolution des caillots le plus élevé parmi les anticoagulants naturellement connus [10 ]. Un essai clinique a démontré que la consommation orale de nattokinase n'était associée à aucun effet indésirable [ 11 ]. Ainsi, la nattokinase est maintenant considérée comme une enzyme efficace, sûre et économique qui a attiré l'attention dans les études sur les médicaments thrombolytiques [ 12 , 13 ]. De plus, la nattokinase est utilisée dans le traitement de certaines tumeurs [ 14 , 15 ].
Une étude récente a révélé que l'extrait de natto inhibe l'herpèsvirus bovin 1 (BHV-1) et l'infection par le SRAS-CoV-2 [ 16 ]. Ces résultats indiquent que la protéase d'extrait de natto pourrait être efficace contre l'infection par le SRAS-CoV-2. Dans cette étude, nous avons cherché à déterminer si l'inhibition de l'infection par le SRAS-CoV-2 par l'extrait de natto est causée par la nattokinase dérivée de B. subtilis var. natto .
2. Résultats et discussion
2.1. Effets dégradants de la nattokinase sur la protéine de pointe du SRAS-CoV-2 in vitro
Nous avons d'abord étudié si la nattokinase dans l'extrait de natto pouvait dégrader la protéine S du SRAS-CoV-2. La protéine S du SRAS-CoV-2 joue un rôle important dans le récepteur ACE2 de la cellule hôte au cours des premiers stades de l'infection [ 17 ]. Après avoir mélangé le lysat cellulaire d'expression de la protéine S avec une série de dilutions de 4 fois de nattokinase (32 µg/mL, 8 µg/mL, 2 µg/mL, 500 ng/mL, 125 ng/mL, 31,25 ng/mL et 7,8125 ng/mL), Western blot a été réalisé. La longueur totale de la protéine S (sous-unités S1 et S2) et de la sous-unité S2 est apparue sous forme de bandes lorsque le lysat de cellule d'expression de la protéine S a été incubé avec du D-PBS à des concentrations de nattokinase de 500 ng/mL, 125 ng/mL, 31,25 ng/mL et 7,8125 ng/mL ( Figure 1UN). Ensuite, nous avons examiné si la nattokinase dégrade la protéine S de manière dépendante du temps. Le lysat a ensuite été incubé avec 1 µg/mL de nattokinase pendant 10 à 180 min. La protéine S du SRAS-CoV-2 a été dégradée par la nattokinase après 60 à 180 min d'incubation, mais pas après 10 et 30 min d'incubation ( Figure 1 B). Ainsi, la nattokinase a dégradé la protéine S de manière dépendante de la dose et du temps.

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