Lorsque la pandémie de coronavirus a frappé, presque tout le monde à l'Université de Californie, à Irvine – et dans les collèges du pays – a dû abandonner le campus.
Mais James Nowick, professeur de chimie, n'a pas participé à cet exode. C'est parce que son laboratoire, qui conçoit et construit des molécules chimiques, disposait du bon équipement pour aider à la recherche mondiale de traitements contre le COVID-19.
L'équipe de Nowick s'est mise au travail en avril et maintenant, sur le serveur de pré-impression bioRxiv, ils décrivent le développement d'une molécule en forme d'anneau appelée macrocycle conçue pour gommer la machinerie du virus en bloquant l'action d'une enzyme essentielle pour lui reproduire.
Adam Kreutzer, un scientifique du projet dans le groupe de Nowick, a dirigé l'effort de conception et de production de la nouvelle molécule.
Nous ne savions pas avec certitude si nous pouvions synthétiser le macrocycle, car parfois les macrocycles peuvent être difficiles à synthétiser. «
James Nowick, professeur, Département de chimie, Université de Californie
Mais Kreutzer a réussi son premier essai avec le macrocycle que l'équipe pensait pouvoir fonctionner. «C'est une nouvelle molécule qui n'a jamais été fabriquée auparavant», dit-il.
Les chercheurs ont ensuite testé le macrocycle pour voir s'il pouvait bloquer l'action de l'enzyme coronavirus. Le macrocycle se lie à une molécule d'enzyme appelée protéase principale nécessaire au fonctionnement du virus.
La protéase clive de longues chaînes de protéines que le virus oblige sa cellule hôte à transformer en composants séparés, que le virus utilise ensuite pour continuer à se répliquer.
Le nouveau macrocycle, a déclaré Kreutzer, « se trouve là dans le site actif de l'enzyme et le rend non fonctionnel ».
La recherche va de pair avec le travail dans le laboratoire de Rachel Martin, également professeur de chimie à l'UCI, qui détermine la gamme de formes que peut prendre la principale protéase du coronavirus.
Identifier ces différentes structures est ce qui a permis au laboratoire de Nowick de concevoir un macrocycle capable de se verrouiller sur le coronavirus.
Cette stratégie pour arrêter la protéase, a noté Nowick, est la même que celle utilisée dans une classe clé de médicaments pour traiter le virus de l'immunodéficience humaine. Mais comme les virus sont si différents, les mêmes inhibiteurs ne peuvent pas être utilisés pour les deux.
Nowick et son équipe ont nommé l'Université macrocycle de Californie, Irvine Coronavirus Inhibitor-1, ou UCI-1, pour indiquer que c'est la première molécule dans ce qui sera encore un long voyage pour créer un médicament pour traiter ou prévenir le COVID-19.
Maintenant que le laboratoire de Nowick a un prototype appelé «hit initial», les chercheurs doivent fabriquer des molécules supplémentaires qui sont plus efficaces pour bloquer la protéase. Ensuite, ils doivent trouver comment fournir la meilleure molécule aux cellules infectées.
Cela signifie que, bien que le nouveau macrocycle soit une première étape prometteuse, a déclaré Nowick, « les gens doivent comprendre que c'est loin d'un candidat médicament ».
La source:
Référence du journal:
Kreutzer, A. G., et al. (2020) Conception basée sur la structure d'un inhibiteur peptidique cyclique de la protéase principale SARS-CoV-2. bioRxⅣ. doi.org/10.1101/2020.08.03.234872.
