Les virus font partie de l'expérience humaine tout au long de notre vie. Ils provoquent de nombreuses maladies différentes avec la pandémie actuelle de coronavirus comme exemple. Bien qu'un vaccin offre une protection efficace contre les infections virales, les vaccins ne sont disponibles que pour un certain nombre de virus. C'est pourquoi il faut trouver des antiviraux capables de prévenir ou de traiter une infection virale.
Une stratégie réussie implique des molécules spéciales pour bloquer les protéines virales qui autrement aideraient le virus à se fixer à la cellule hôte. Une fois qu'un virus s'est attaché à la surface cellulaire, il peut infecter la cellule avec son génome et reprogrammer la cellule pour ses propres utilisations. Cependant, de nombreux médicaments antiviraux perdent leur effet au fil du temps, car les virus mutent très rapidement et s'adaptent donc souvent au médicament / antiviral utilisé.
L'équipe de recherche dirigée par le professeur HHU Dr. Laura Hartmann de l'Institut de chimie macromoléculaire et le professeur Mario Schelhaas de Münster de l'Institut de virologie cellulaire, en collaboration avec le professeur Dr. Nicole Snyder du Davidson College en Caroline du Nord, Les États-Unis ont utilisé l'approche consistant à supprimer le contact initial entre le virus et la cellule afin de stopper l'infection dès le début.
Les virus utilisent fréquemment des protéines spéciales pour se lier aux molécules de sucre à la surface des cellules. Entre autres, ces sucres comprennent des glycosaminoglycanes à longue chaîne (GAG), qui sont fortement chargés négativement. L'un de ces GAG est le sulfate d'héparane. Les chercheurs savaient déjà que les GAG peuvent réduire les infections virales s'ils sont ajoutés en externe. Cependant, les polysaccharides naturels peuvent avoir des effets secondaires qui sont attribués à leur propre fonction biologique dans l'organisme ou aux impuretés.
L'équipe de recherche utilise désormais les avantages des GAG mais désactive leurs inconvénients. L'idée est d'utiliser des molécules produites artificiellement et de manière contrôlée, appelées «glycomimétiques», qui sont développées à HHU. Ils comprennent un long échafaudage synthétique avec des chaînes latérales avec de petites molécules de sucre attachées. À Düsseldorf, des chaînes plus courtes contenant jusqu'à dix sucres latéraux (appelés «oligomères») et des chaînes longues contenant jusqu'à 80 sucres (appelées «glycopolymères») ont été créées. Afin de simuler l'état hautement chargé des GAG naturels, les chimistes ont couplé des groupes sulfate aux sucres.
Le professeur Schelhaas a ensuite utilisé des cultures cellulaires pour tester les propriétés antivirales de ces «cannes de bonbon» de longueur variable à l'hôpital universitaire de Münster. Initialement, son équipe les a utilisés contre les papillomavirus humains, qui peuvent déclencher des maladies telles que le cancer du col utérin. Ils ont découvert que les molécules synthétiques à chaîne courte et à chaîne longue ont un effet antiviral, mais leur mode d'action est différent. Comme prévu, les molécules à chaîne longue les plus efficaces ont empêché le virus de se fixer aux cellules. En revanche, les molécules à chaîne courte ont montré une activité antivirale après leur fixation à la cellule, ce qui donne à penser que ces molécules sont actives plus longtemps dans l'organisme.
Il est très probable que les molécules à longue chaîne occupent les sites de liaison du virus à la cellule et bloquent ainsi ces sites. Les molécules à chaîne courte ne bloquent apparemment pas ces sites. La prochaine étape consiste à tester notre hypothèse selon laquelle ces molécules empêchent la redistribution des protéines dans la particule virale afin que les virus ne puissent pas infecter la cellule. «
Prof. Dr. Mario Schelhaas, Institut de virologie cellulaire, Université de Münster
L'efficacité a également été confirmée pour les papillomavirus dans un modèle animal. Les composés étaient également actifs contre quatre autres virus, dont les virus de l'herpès, qui peuvent provoquer des boutons de fièvre et de l'encéphalite, et les virus de la grippe, qui causent la grippe. Le professeur Hartmann explique: « Les glycomimétiques sont donc des molécules composites prometteuses qui pourraient potentiellement être utilisées dans la lutte contre un grand nombre de virus différents. La prochaine chose à faire est d'examiner la manière précise dont les glycomimétiques fonctionnent et comment ils peuvent être améliorés. optimisé. «
Le professeur Schelhaas ajoute: « De nouvelles recherches se concentreront sur la vitesse à laquelle les virus peuvent s'adapter à cette nouvelle classe de composés. Avec les molécules à chaîne courte en particulier, nous espérons que les virus auront plus de mal à lancer une contre-attaque. »
La source:
Université Heinrich-Heine de Düsseldorf
Référence de la revue:
Soria-Martinez, L., et al. (2020) Prophylactic Antiviral Activity of Sulfated Glycomimetic Oligomers and Polymers. Journal de l'American Chemical Society. doi.org/10.1021/jacs.9b13484.
