Une poche médicamenteuse dans la protéine SRAS-CoV-2 Spike qui pourrait être utilisée pour empêcher le virus d'infecter les cellules humaines a été découverte par une équipe internationale de scientifiques dirigée par l'Université de Bristol.
Les chercheurs disent que leurs résultats, publiés aujourd'hui (21 septembre) dans la revue Science, sont un « changeur de jeu '' potentiel pour vaincre la pandémie actuelle et ajoutent que les médicaments antiviraux à petites molécules développés pour cibler la poche qu'ils ont découverte pourraient aider à éliminer le COVID-19.
Le SRAS-CoV-2 est décoré par de multiples copies d'une glycoprotéine, connue sous le nom de «protéine Spike», qui joue un rôle essentiel dans l'infectivité virale. Spike se lie à la surface des cellules humaines, permettant au virus de pénétrer dans les cellules et de commencer à se répliquer, causant des dommages étendus.
Dans cette étude révolutionnaire, l'équipe dirigée par le professeur Christiane Schaffitzel de la Bristol's School of Biochemistry et le professeur Imre Berger du Max Planck-Bristol Center for Minimal Biology, a utilisé une puissante technique d'imagerie, la cryo-microscopie électronique (cryo-EM), pour analyser le pic de SARS-CoV-2 à une résolution quasi atomique.
Grâce au cloud computing haute performance d'Oracle, une structure 3D de la protéine SARS CoV-2 Spike a été générée, permettant aux chercheurs de scruter profondément à l'intérieur du Spike pour identifier sa composition moléculaire.
De manière inattendue, l'analyse de l'équipe de recherche a révélé la présence d'une petite molécule, l'acide linoléique (LA), enfouie dans une poche sur mesure au sein de la protéine Spike. LA est un acide gras libre, indispensable à de nombreuses fonctions cellulaires.
Le corps humain ne peut pas produire LA. Au lieu de cela, le corps absorbe cette molécule essentielle par l'alimentation. Curieusement, LA joue un rôle vital dans l'inflammation et la modulation immunitaire, qui sont deux éléments clés de la progression de la maladie COVID-19. La LA est également nécessaire pour maintenir les membranes cellulaires dans les poumons afin que nous puissions respirer correctement.
Le professeur Berger a déclaré:
Nous avons été vraiment intrigués par notre découverte et ses implications. Nous avons donc ici LA, une molécule qui est au centre de ces fonctions qui se détraquent chez les patients COVID-19, avec des conséquences terribles. Et le virus qui est à l'origine de tout ce chaos, selon nos données, attrape et tient exactement cette molécule – désarmant fondamentalement une grande partie des défenses du corps. «
Le professeur Schaffitzel a expliqué: «À partir d'autres maladies, nous savons que le bricolage des voies métaboliques de LA peut déclencher une inflammation systémique, un syndrome de détresse respiratoire aiguë et une pneumonie. Ces pathologies sont toutes observées chez des patients souffrant de COVID-19 sévère. Une étude récente de patients COVID-19 ont montré des niveaux de LA nettement réduits dans leurs sérums. «
Le professeur Berger ajoute: « Notre découverte fournit le premier lien direct entre les manifestations pathologiques de LA, COVID-19 et le virus lui-même. La question est maintenant de savoir comment transformer ces nouvelles connaissances contre le virus lui-même et vaincre la pandémie. »
Il y a des raisons d'espérer. Dans le rhinovirus, un virus causant le rhume, une poche similaire a été exploitée pour développer de petites molécules puissantes qui se fixaient étroitement à la poche, déformant la structure du rhinovirus, arrêtant son infectivité.
Ces petites molécules ont été utilisées avec succès comme médicaments antiviraux dans des essais sur l'homme et se révèlent prometteuses pour le traitement clinique du rhinovirus. L'équipe de Bristol, sur la base de leurs données, est optimiste qu'une stratégie similaire peut maintenant être poursuivie pour développer des médicaments antiviraux à petites molécules contre le SRAS-CoV-2.
Le professeur Schaffitzel a déclaré:
« Le COVID-19 continue de causer des ravages généralisés et en l'absence d'un vaccin éprouvé, il est vital que nous examinions également d'autres moyens de lutter contre la maladie. Si nous regardons le VIH, après 30 ans de recherche, ce qui a fonctionné au final est un cocktail de médicaments antiviraux à petites molécules qui tient le virus à distance.
Notre découverte d'une poche médicamenteuse au sein de la protéine SARS-CoV-2 Spike pourrait conduire à de nouveaux médicaments antiviraux pour arrêter et éliminer le virus avant qu'il ne pénètre dans les cellules humaines, l'arrêtant fermement dans son élan. «
Alison Derbenwick Miller, vice-présidente d'Oracle for Research, a ajouté: « Oracle for Research unit les chercheurs et le cloud computing pour contribuer à apporter des changements bénéfiques pour notre planète et ses habitants. Le SRAS-CoV-2 et le COVID-19 provoquent des ravages dans le monde, et les efforts de recherche pour trouver des vaccins et des traitements ne peuvent pas aller assez vite. «
« Nous sommes très heureux que l'infrastructure cloud haute performance d'Oracle ait permis aux professeurs Berger et Schaffitzel d'examiner les structures moléculaires de la protéine de pointe de coronavirus et de faire cette nouvelle découverte puissante et inattendue qui pourrait aider à freiner la pandémie et sauver des vies. »
