Une étude menée par l'Université de Barcelone et l'Institut de chimie avancée de Catalogne du Conseil national espagnol de recherches (IQAC – CSIC) présente un nouvel outil thérapeutique capable d'inhiber la prolifération du virus SARS-CoV-2 responsable du COVID-19. Les résultats ouvrent de nouvelles perspectives dans la lutte contre ce coronavirus et d’autres maladies virales pour lesquelles il n’existe encore aucun traitement médical, comme la fièvre hémorragique de Crimée-Congo (CCHFV).
Le document, publié le Le Journal de chimie biologique, est dirigé par les experts Carlos J. Ciudad et Verónica Noé, de la Faculté de Pharmacie et des Sciences alimentaires de l'UB et de l'Institut des Nanosciences et Nanotechnologies (IN²UB), en collaboration avec Ramon Eritja et Anna Aviñó, de l'IQAC du CSIC et de la Bioingénierie, Biomatériaux et Centre de recherche biomédicale en réseau de nanomédecine (CIBER-BBN). Les chercheurs Miguel Chillón, de l'Institut de neurosciences de l'Université autonome de Barcelone (INc – UAB) et Noemí Sevilla et José Manuel Rojas, du Centre de recherche en santé animale (CISA – CSIC) ont également joué un rôle important. L’étude a également reçu le soutien de La Marató de TV3 2020, dédiée à la promotion de la recherche contre le COVID-19.
Des épingles à cheveux en polypurine pour inhiber le virus responsable du COVID-19
En mai 2023, l’Organisation mondiale de la santé a déclaré que la pandémie de COVID-19 ne constituait plus une urgence mondiale. Cependant, de nombreuses personnes dans le monde sont encore infectées par le virus SARS-CoV-2.
La nouvelle méthodologie est basée sur la capacité de molécules connues sous le nom de Épingles à cheveux Hoogsteen inversées en polypurine (PPRH) pour ralentir la réplication du virus SARS-CoV-2. Il s’agit du premier article scientifique décrivant comment la PPRH peut agir comme agent thérapeutique et inhiber la croissance d’un virus pathogène.
Les PPRH sont des molécules d’ADN courtes et simples – des oligonucléotides simple brin – qui ont une grande affinité pour des séquences d’ARN spécifiques. L’étude révèle pour la première fois comment les épingles à cheveux polypurines – CC1-PPRH et CC3-PPRH – peuvent bloquer l’activité de ce virus dont le matériel génétique est l’ARN.
Le professeur Carlos J. Ciudad, du département de biochimie et de physiologie de l'UB, explique que « l'un des bras de chaque chaîne des polypurines CC1-PPRH et CC3-PPRH se lie spécifiquement à un fragment du génome de l'ARN du virus – une séquence de polypyrimidines ». — via les obligations Watson-Crick ». « Plus précisément, CC1-PPRH se lie à la région de l'ARN qui code pour l'enzyme réplicase – essentielle à la réplication du virus – tandis que CC3-PPRH se lie à la région codante de la protéine Spike, qui joue un rôle clé dans l'infection des cellules humaines », note le chercheur.
La nouvelle technique thérapeutique a été validée in vivo dans des modèles animaux de laboratoire exprimant le récepteur ACE2 humain, avec la collaboration du CISA-INIA (CSIC). In vitro des études ont été réalisées dans les installations du Centre de biotechnologie animale et de thérapie génique (CBATEG) sur les cellules Vero E6 qui possèdent le récepteur ACE2 comme voie d'entrée du virus SARS-CoV-2. « Les résultats indiquent que CC1-PPRH et CC3-PPRH sont très efficaces dans les cellules Vero-E6. Chez les souris transgéniques, CC1-PPRH se lie spécifiquement à la zone du génome qui code pour la protéine réplicase, inhibant ainsi la réplication du virus », ajoute l'expert.
De la détection des virus à la thérapie contre le cancer
Ces résultats ouvrent une nouvelle perspective dans la lutte antivirale et élargissent les applications biomédicales des PPRH du diagnostic aux actions thérapeutiques. Auparavant, l'équipe a décrit l'utilisation d'épingles à cheveux polypurines comme nouvelle méthode de diagnostic pour détecter les virus à ARN tels que le SRAS-CoV-2 (Revue internationale des sciences moléculaires2023). La méthodologie, plus efficace et plus rapide que le test PCR, repose sur la forte affinité des PPRH pour capturer l'ARN viral et établir un signal de détection de l'agent viral au contact des échantillons du patient affecté. Cette technique de détection est connue sous le nom de TENADA (test de détection d'acide nucléique amélioré triplex).
Outre la détection du virus SARS-CoV-2, la technique TENADA peut également être utilisée pour détecter la grippe A (H1N1) et le virus respiratoire syncytial (RSV), responsables de pathologies respiratoires. « Ils sont également utilisés dans les techniques de diagnostic dans d'autres domaines de la biomédecine : ce sont des biocapteurs permettant de déterminer le degré de méthylation du PAX-5 gène dans le cancer, et également pour détecter le gène codant pour la sous-unité ribosomale de l'ARNr mtLSU dans le Pneumocystis jirovecii champignon, responsable de pneumonies sévères », ajoute le chercheur.
Dans le traitement du cancer, les épingles à cheveux polypurines ont été appliquées avec succès pour faire taire les expressions géniques de différents gènes liés au cancer – synthèse de la télomérase, survivine, topoisomérase, etc. – et des cibles non médicamenteuses (KRAS et c-MYC). Ils ont également été utilisés comme outils pour réparer des mutations ponctuelles au locus endogène d’un gène et pour des techniques d’édition génétique liées au saut d’exon.
