Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de préimpression, les scientifiques ont développé un ensemble de siARN contre le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2) en utilisant des approches informatiques. Les siARN démontrent une activité antivirale élevée contre le SRAS-CoV-2 et sont capables de reconnaître toutes les séquences virales disponibles.
Sommaire
Arrière plan
L’interférence ARN (ARNi) est un mécanisme hautement conservé chez les eucaryotes qui utilise de petits ARN interférents (siARN) pour supprimer l’expression des ARN cibles présentant une complémentarité de séquence appropriée.
Le mécanisme ARNi est largement utilisé dans les configurations de laboratoire pour supprimer l’expression des ARN cibles. Son application clinique attire également lentement l’attention. Au total, cinq siARN thérapeutiques sont actuellement disponibles sur le marché. Cependant, aucun d’entre eux ne cible un virus.
Dans l’étude actuelle, les scientifiques ont utilisé des approches bioinformatiques pour concevoir des siARN contre le SRAS-CoV-2. Ils ont validé les activités antivirales de ces siARN en utilisant ex vivo modèles de cellules cultivées infectées par le SRAS-CoV-2.
Conception de siARN antiviraux
Les scientifiques ont généré un ensemble de siARN ciblant les brins positifs contre le SRAS-CoV-2. Au départ, ils ont prédit les régions virales accessibles et les ont sélectionnées comme cibles possibles. Ils ont spécifiquement sélectionné des régions virales hautement conservées pour éviter l’émergence de variants résistants mutés à long terme.
Pour l’appariement optimal des bases entre les siARN et les cibles virales, les scientifiques ont sélectionné des régions cibles 13-mères hautement conservées parmi les différentes variantes virales. Ils ont optimisé l’asymétrie duplex des siARN en autorisant les mésappariements à des positions tolérables et en les forçant à des positions bénéfiques. Pour augmenter l’affinité de liaison, ils ont effectué de nombreuses autres modifications, telles que l’ajout d’une uridine en 5′ dans chaque candidat ARNsi.
Un total de huit candidats siRNA avec un minimum de hors-cibles ont été générés dans l’étude. Les hors-cibles font référence à des séquences d’ARNm endogènes autres que les séquences virales ciblées. Les siARN ont été prédits pour cibler des séquences virales qui sont conservées dans plus de 99,8 % des variants viraux.
Validation des siARN
Les scientifiques ont évalué l’activité antivirale des siARN candidats en les transfectant dans des cellules et en infectant ensuite les cellules avec le SRAS-CoV-2. Ils ont mesuré le titre d’ARN viral et les changements morphologiques cellulaires après 48 heures et 72 heures d’infection, respectivement.
Les résultats ont révélé que six des huit siARN ont une activité antivirale élevée contre le SRAS-CoV-2 à des concentrations nanomolaires. Les mêmes concentrations d’ARNsi ont été utilisées pour évaluer les effets cytotoxiques. Les résultats ont révélé que tous les siRNA peuvent être utilisés en toute sécurité.
En outre, les scientifiques ont effectué des procédures d’optimisation à l’aide de séquences virales provenant de bases de données accessibles au public pour déterminer la couverture des variantes des siARN candidats. Ils ont analysé plus de 13 000 000 de séquences et identifié 12 triplets distincts d’ARNsi capables de reconnaître chacune des variantes séquencées.
Ils ont observé que les siARN candidats pourraient reconnaître les variantes préoccupantes du SRAS-CoV-2 (COV), qui présentent une transmissibilité, une infectiosité, une forme immunitaire et une pathogénicité améliorées.
Importance de l’étude
L’étude décrit le développement et la validation d’un ensemble de siARN candidats présentant une activité antivirale élevée contre le SRAS-CoV-2. Les siARN peuvent reconnaître toutes les séquences virales disponibles, y compris les COV. En particulier, plusieurs ensembles de combinaisons de 3-siRNA développés dans l’étude sont suffisants pour reconnaître toutes les séquences SARS-CoV-2 correctement séquencées disponibles à ce jour.
Les mutations apparaissant dans le génome du SRAS-CoV-2 ne devraient pas affecter l’activité antivirale de ces siARN car ils ciblent des régions virales hautement conservées. Comme mentionné par les scientifiques, ces siARN pourraient servir d’intervention thérapeutique potentielle contre l’infection par le SRAS-CoV-2.
Le seul obstacle à l’application clinique des siARN antiviraux est la difficulté de délivrance aux organes cibles. La in vivo l’administration d’ARNsi thérapeutiques par inhalation est à l’étude et montre des résultats prometteurs. Grâce à l’optimisation d’une stratégie robuste d’administration ciblée, les siARN devraient servir d’intervention thérapeutique simple, efficace et facilement adaptable pour gérer la pandémie en cours ainsi que les futures épidémies virales.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
