Des chercheurs dirigés par les UVA demandent une action rapide pour mieux se préparer à la prochaine pandémie

Une équipe internationale de chercheurs dirigée par un professeur de l’École de médecine de l’Université de Virginie avertit que les scientifiques doivent mieux se préparer à la prochaine pandémie – et a élaboré un plan pour y parvenir.

Notant «l’avalanche» de données scientifiques générées en réponse au COVID-19, Wladek Minor, PhD, et ses collègues demandent la création d’un «système d’information avancé» (AIS) pour aider les scientifiques à intégrer, surveiller et évaluer les vastes quantités de données qui seront produites au fur et à mesure que les chercheurs révèlent l’architecture moléculaire du prochain agent pathogène représentant une grande menace biologique. Ces informations sur la forme, la structure et la fonction d’un pathogène sont essentielles au développement de médicaments, de vaccins et de traitements. Par exemple, les vaccins COVID-19 maintenant disponibles ciblent la protéine «spike» à la surface du virus SARS-CoV-2.

Leur ressource en ligne très citée pour COVID-19 (https: //covid19.la bioreproductibilité.org /) démontre l’utilité de leur approche et peut être utilisée comme base pour la nouvelle stratégie de recherche, disent-ils. Le site comprend des modèles structuraux tridimensionnels soigneusement validés de nombreuses protéines liées au virus SARS-CoV-2, y compris de nombreuses cibles médicamenteuses potentielles.

Les modèles structurels et autres résultats expérimentaux produits par divers laboratoires doivent suivre une procédure d’évaluation standard pour s’assurer qu’ils sont exacts et conformes aux normes scientifiques acceptées. La validation standardisée est importante pour tous les domaines des sciences biomédicales, en particulier pour les modèles structurels, qui sont souvent utilisés comme point de départ dans les recherches ultérieures, telles que les études d’accostage de médicaments guidées par ordinateur et l’exploration de données. Même des erreurs apparemment insignifiantes peuvent égarer de telles recherches. « 

Wladek Minor, professeur émérite Harrison de physiologie moléculaire et physique biologique, UVA

Lutter contre une pandémie

Un rôle important de l’AIS serait d’identifier les structures qui peuvent être affinées et améliorées, disent les chercheurs. Ils étaient heureux de constater que l’inspection des plans moléculaires produits pour les composants du COVID-19 et déposés dans la base de données en ligne de la Protein Data Bank suggère que la plupart étaient très bons. Moins de 1% nécessitait une réinterprétation significative et moins de 10% pourraient être optimisés par des révisions modérées.

Pourtant, de bons bâtiments nécessitent de bons plans. Il en va de même pour les vaccins et les traitements contre les maladies. Il est essentiel, disent les chercheurs, que les données structurelles et autres sur les agents pathogènes soient aussi précises que possible et que les scientifiques de divers domaines parlent le même langage lorsqu’ils en discutent et les utilisent. L’AIS proposé contribuerait à garantir la conformité dans toutes les disciplines.

« Près de 100 000 articles sur le COVID-19 ont été publiés et plus d’un millier de modèles de macromolécules codées par le SRAS-CoV-2 ont été expérimentalement déterminés en environ un an. Aucun humain ne peut digérer ce volume d’informations », a déclaré Minor. « Nous pensons que la solution la plus prometteuse à la surcharge d’informations et au manque de recherche d’informations efficace est la création d’un système d’information avancé capable de récolter les résultats de toutes les ressources pertinentes et de présenter les informations de manière instructive qui favorise la compréhension et les connaissances. »

Les chercheurs reconnaissent que la mise en œuvre de leur proposition serait une entreprise majeure. D’autres ressources qui cherchaient à offrir des avantages similaires à une plus petite échelle ont déjà vu le jour. C’est pourquoi il est si important, disent les scientifiques, que nous agissions maintenant. « La création d’un AIS nécessitera sans aucun doute la collaboration de nombreux scientifiques experts dans leurs domaines respectifs, mais cela semble être le seul moyen de préparer la science biomédicale à la prochaine pandémie », écrivent les chercheurs dans un nouvel article scientifique exposant leur proposition.

«Dans l’histoire de l’humanité, la pandémie de COVID-19 est relativement bénigne par rapport à la peste bubonique (peste noire) qui a tué cent fois plus de personnes», concluent les chercheurs. « Nous ne serons peut-être pas aussi chanceux la prochaine fois. »

Nouvelle approche esquissée

Les chercheurs – de l’UVA, de l’Institut national du cancer, de Pologne et d’Autriche – ont détaillé leur plan dans un article de la revue scientifique IUCrJ. L’article est présenté sur la couverture du journal. L’équipe de recherche est composée de Marek Grabowski, Joanna M. Macnar, Marcin Cymborowski, David R. Cooper, Ivan G. Shabalin, Miroslaw Gilski, Dariusz Brzezinski, Marcin Kowiel, Zbigniew Dauter, Bernhard Rupp, Alexander Wlodawer, Mariusz Jaskolski et Minor.

Dans leur article, les chercheurs ont remercié avec gratitude le soutien financier de l’Institut national des sciences médicales générales des National Institutes of Health, subvention R01-GM132595; l’Agence nationale polonaise pour les échanges universitaires, subvention PN / BEK / 2018/1/00058 / U / 00001; le Centre national des sciences polonais, subvention 2020/01/0 / NZ1 / 00134; le Programme de recherche intra-muros du NIH, Institut national du cancer, Centre de recherche sur le cancer; FWF (Fondation autrichienne pour la science), subvention P 32821; et le Centre national des sciences polonais, subvention 2018/29 / B / ST6 / 01989.

Minor et son collaborateur de longue date Zbyszek Otwinowski, PhD, de l’Université du Texas Southwestern Medical Center, ont récemment reçu le Tadeusz Sendzimir Applied Sciences Award du Polish Institute of Arts and Sciences of America pour leurs efforts visant à développer et à promouvoir des logiciels pour des applications biomédicales en le domaine de la biologie structurale.