Dans un article récemment publié dans la revue Médicaments en R&D, des scientifiques ont décrit le développement et la validation d’un inhibiteur peptidique de 13 acides aminés du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2).
Les résultats révèlent que l’inhibiteur peptidique se lie avec une affinité élevée au domaine de liaison au récepteur de pointe (RBD) du SRAS-CoV-2 au site de liaison de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) et empêche l’interaction RBD – ACE2.
Sommaire
Contexte
La première étape de l’entrée du SRAS-CoV-2 dans les cellules hôtes est l’interaction entre le pic viral RBD et le récepteur ACE2 de la cellule hôte. Ceci est suivi par le clivage protéolytique et l’activation de la protéine de pointe par la protéase de la cellule hôte TMPRSS2 et la fusion subséquente de l’enveloppe virale avec la membrane de la cellule hôte. Ainsi, les petites molécules ou inhibiteurs peptidiques capables de bloquer l’interaction RBD – ACE2 devraient jouer un rôle essentiel dans la prévention de l’entrée du SRAS-CoV-2 dans les cellules hôtes et le contrôle de l’infection à un stade précoce.
Plusieurs approches ont été envisagées pour bloquer l’interaction RBD-ACE2, y compris l’ACE2 soluble, les anticorps dérivés du plasma de convalescent, les vaccins spécifiques à l’épitope, les médicaments antiviraux réutilisés et les inhibiteurs peptidiques. Par rapport aux interventions basées sur les petites molécules et les protéines, les peptides présentent plusieurs avantages, notamment une compatibilité structurelle élevée avec les protéines cibles et le blocage spécifique des interactions protéine-protéine.
Dans la présente étude, les scientifiques ont développé un nouvel inhibiteur peptidique du SRAS-CoV-2 à l’aide d’outils de biologie computationnelle.
Étudier le design
En utilisant in silico approches, les scientifiques ont conçu et développé un inhibiteur peptidique de 13 acides aminés contre le pic RBD du SRAS-CoV-2 et confirmé sa spécificité de liaison pour le pic RBD à l’aide de modèles d’amarrage moléculaire. Pour déterminer la stabilité du complexe peptide – pointe RBD, ils ont effectué une simulation de dynamique moléculaire. De plus, ils ont déterminé les propriétés physicochimiques et pharmacocinétiques (absorption, distribution, métabolisme, excrétion et toxicité) du peptide à l’aide d’outils Web.
Pour valider la fonctionnalité du peptide dans in vitro installations, ils ont effectué un dosage immuno-enzymatique (ELISA) qui détermine le pourcentage de liaison RBD – ACE2 de pointe en présence du peptide.
Validation structurale de l’inhibiteur peptidique
Les résultats des expériences d’amarrage peptide-protéine ont révélé que le peptide se lie au pic RBD spécifiquement au niveau de la même poche où l’ACE2 se lie. Trois résidus K417, Y489 et Q493 du pic RBD qui se lient à ACE2, se sont avérés interagir avec le peptide. De plus, les résultats de la simulation de la dynamique moléculaire ne révèlent aucune altération significative de l’interface de liaison ACE2 du pic RBD et aucune fluctuation de l’interface de liaison protéine-peptide. Ces résultats indiquent que le peptide forme un complexe stable avec le pic RBD pour bloquer efficacement l’interaction RBD – ACE2.
En ce qui concerne les propriétés physico-chimiques, les résultats ont révélé que le peptide est stable et soluble dans l’eau avec une demi-vie estimée à 1,1 heure. De plus, les résultats ont révélé que le peptide n’est pas perméable à la barrière hémato-encéphalique et n’a pas de toxicité cutanée ou de cancérogénicité.
Validation fonctionnelle de l’inhibiteur peptidique
Les résultats du test de criblage basé sur ELISA – inhibiteur de l’ACE2 ont révélé que le peptide inhibe de manière significative l’interaction RBD – ACE2 de la pointe d’une manière dépendante de la concentration. Spécifiquement, à une concentration de 100 uM, le peptide a inhibé l’interaction de plus de 40 %.
Importance de l’étude
Dans cette étude, un inhibiteur peptidique de 13 acides aminés du SRAS-CoV-2 a été développé, qui se lie avec affinité à l’interface de liaison RBD – ACE2 et inhibe efficacement l’interaction RBD – ACE2. Le peptide possède plusieurs avantages, notamment une fabrication facile et peu coûteuse, une faible toxicité, une bonne solubilité et stabilité, une spécificité et une sélectivité élevées pour la cible et une demi-vie considérable.
Dans l’ensemble, l’étude souligne l’importance des outils informatiques dans la conception et le développement d’inhibiteurs peptidiques qui peuvent être potentiellement utilisés comme thérapeutiques pour prévenir l’infection par le SRAS-CoV-2 à un stade précoce.
