Le virus de la variole du singe (MPV) est un Orthopoxvirus, principalement trouvé en Afrique centrale qui présente des taux de mortalité incohérents. Cependant, le MPV a été signalé dans plusieurs autres pays, notamment à Singapour, aux États-Unis d’Amérique (USA), au Royaume-Uni (UK) et en Israël.
Arrière plan
La transmission du MPV se produit par contact direct avec des fluides corporels tels que des morsures d’animaux, des gouttelettes respiratoires, un contact face à face prolongé ou par contact direct avec des objets contaminés. La question de savoir si le virus est sexuellement transmissible reste un sujet discutable.
Les symptômes de l’infection par le monkeypox sont de la fièvre, des maux de tête, des malaises et des éruptions cutanées. Le vaccin contre le virus de la variole est puissant pour prévenir les infections par le MPV. Le diagnostic de la variole du singe se fait par immunohistochimie, culture ou réaction en chaîne par polymérase (PCR). Un médicament potentiel approuvé par la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis pour le traitement de l’infection par le MPV est le tecovirimat.
Parmi Poxviridae, la vaccine est largement étudiée. La variole, la variole du singe et la vaccine ont des tailles de génome similaires.
À propos de l’étude
Une étude récente publiée dans Molécules ont étudié les « cibles » dans le poxvirus et identifié les résidus protéiques actifs dans le MPV, après quoi huit médicaments antiviraux potentiels ont été proposés. Les « cibles » ont été désignées après le virus de la vaccine.
Pour cette étude, des séquences de poxvirus ont été obtenues, à la suite desquelles des protéines importantes ont été identifiées. Un criblage virtuel a été effectué et la dynamique moléculaire (MD) a été étudiée, à la suite de quoi le site d’amarrage a été identifié. Pour les protéines prédites par AlphaFold2, l’amarrage inverse a été effectué.
Le criblage moléculaire et l’amarrage ont été effectués et la dynamique moléculaire a été simulée. La stabilité des protéines a été évaluée et les paramètres MD ont été calculés. De plus, un regroupement a été effectué et les interactions ligand-récepteur ont été classées.
Résultats
En général, une forte similarité des protéines a été trouvée dans toutes les cibles de poxvirus, bien que des codons d’arrêt prématurés non mutés aient été détectés dans l’isolat français – qui ont été insérés dans toutes les protéines. En raison d’un séquençage incorrect dans l’isolat du Portugal, une conservation de séquence inférieure près du résidu du site actif a été observée. Dans l’isolat français, les délétions ont été explorées loin du site actif et de tout amarrage.
Les protéines étaient pour la plupart stables. Les résultats ont indiqué une absence de changements globaux significatifs dans la conformation tout au long de la simulation et une absence de changements localement drastiques dans la structure conformationnelle qui pourraient affecter la stabilité d’amarrage.
On a vu que les sites de suppression étaient opposés aux sites actifs. Les résultats ont indiqué que les médicaments testés étaient actifs dans les différents isolats ; cependant, leurs sites d’action étaient éloignés de la cible.
Les médicaments rutaercarpine et NMCT ont été choisis pour la cible A48R. Les deux médicaments ont révélé des interactions hydrophobes. Tout au long de la simulation, l’écart quadratique moyen (RMSD) des deux médicaments est resté faible. Dans le même temps, NMCT a formé de fortes liaisons hydrogène avec peu de résidus d’acides aminés. L’expérience a en outre prouvé la stabilité du ligand.
Le médicament nilotinib a été choisi pour la cible A50R ; il a démontré l’affinité de liaison la plus élevée parmi tous les médicaments criblés. Les régions hydrophiles et hydrophobes de l’acide aminé étaient spatialement proximales. Tout au long de la simulation de dynamique moléculaire, une faible RMSD a été démontrée par le médicament. Des interactions hydrophobes entre les acides aminés et la chaîne carbonée ont été notées. Le médicament nilotinib a été préféré en raison de preuves in silico et d’une demi-vie comparativement plus longue.
Le médicament simeprevir a été choisi pour cibler le D13L. La valeur énergétique de liaison du médicament était élevée. Il était plus élevé que la rifampicine – le médicament modèle. L’expérience a révélé la formation de liaisons hydrogène avec les liaisons hydrogène existantes, qui ont été formées par la rifampicine dérivée des rayons X. Une forte capacité de liaison a été notée, indiquant que le siméprévir est un inhibiteur plus puissant.
Pour la cible F13L, les médicaments hypéricine et naldémédine ont été choisis. L’affinité de liaison de ces deux médicaments était supérieure à celle du técovirimat, le médicament témoin. L’hypéricine a révélé une structure en nid d’abeille s’inscrivant dans F13L; les extrémités hydrophiles interagissaient conformément à la protéine. L’hypéricine avait deux liaisons hydrogène avec les résidus d’acides aminés voisins.
Des zones hydrophiles et hydrophobes ont été détectées dans la naldémédine, qui était liée au groupe azoté hydrophile. Les deux médicaments avaient des valeurs RMSD cohérentes et étaient stables dans la simulation. La naldémédine a révélé de multiples liaisons hydrogène stables et plusieurs interactions hydrophobes avec des résidus de protéine F13L.
Le fosdagrocorat et le lixivaptan ont été sélectionnés pour la cible 17L. Les deux médicaments ont montré les affinités de liaison les plus fortes par rapport au contrôle – TTP6171. Ils ont également démontré une stabilité accrue avec des valeurs RMSD moindres et moins de fluctuation tout au long de la simulation. Fosdagrocorat a révélé une forte liaison hydrogène tout au long de la simulation. Les anneaux aromatiques des deux médicaments permettent l’empilement pi, stabilisant davantage la position du ligand.
Les ligands globaux s’adaptent approximativement à moins de 0,3 nm pour toutes les cibles avec des capacités de liaison différentes. Tous les médicaments établis, à l’exception de la mitoxantrone, avaient une affinité de liaison plus forte
TTP-6171, le témoin pour 17L avait une valeur RMSD plus élevée, bien qu’il ait montré une plus grande stabilité à un stade ultérieur. Cependant, pour chaque 2,5 ns, son RMSD a dépassé le seuil de clustering.
Il y avait huit et neuf interactions hydrophobes entre l’A48R cible -pour NMCT et la rutaecarpine, respectivement. A50R a eu sept interactions hydrophobes pour la mitoxantrone témoin et dix pour le nilotinib. Pendant ce temps, la cible D13L a montré cinq pour le siméprévir et neuf pour la rifampicine de contrôle ; FF13L en avait cinq pour le técovirimat, six pour l’hypéricine et douze pour la naldémédine ; tandis que, pour la cible 17L, sept interactions hydrophobes ont été observées pour TTP6171, six pour le fosdagrocorat et sept pour le lixivaptan. Il convient de noter que des interactions hydrophobes plus élevées étaient associées à des valeurs RMSD plus faibles.
Tout au long de la simulation, des liaisons hydrogène entre le ligand et les récepteurs ont été notées. Dans la cible A48R, une liaison hydrogène cohérente s’est formée entre NMCT et Asp-13 et Arg-72, alors qu’une liaison hydrogène transitoire a été détectée dans la rutaecarpine. Des liaisons hydrogène cohérentes ont été observées dans la cible D13L – entre Gln-27 et la rifampicine et le siméprévir.
Les ligands des cibles A50R, F13L et 17L se chevauchent dans les liaisons hydrogène avec de nombreux résidus. A50R a révélé des liaisons hydrogène incohérentes, bien qu’il ait formé de fortes liaisons hydrogène pour Arg-8 dans le nilotinib et Lys-157 dans la mitoxantrone. F13L a semé un résidu potentiel de Ser-135 et Arg-89, liant ainsi les trois médicaments. Pour F13L, le regroupement a révélé des liaisons hydrogène stables avec toutes les cibles médicamenteuses.
Pour 17L, le médicament témoin formait des liaisons hydrogène avec le plus grand nombre de résidus. Le lixivaptan et le TTP-6171 n’ont formé aucune liaison hydrogène stable. Avec Asp-258 et Gly-261, seul le fosdagrocorat a formé des liaisons hydrogène stables.
Tout au long de la simulation, pour A48R, une liaison hydrogène a été remarquée pour la rutaecarpine et NMCT à Lys-105 et Asn-65. Les médicaments ont montré une affinité pour Tyr-144.
Des interactions hydrophobes ont été observées entre Cys-11 et les ligands de la cible A50R. Le médicament mitoxantrone à Cys-11 a montré une liaison hydrogène. Une forte liaison hydrogène a été observée dans Asn-146, Lys-9, Asn-143 et Tyr-15. Pour la cible D13L, Phe-486 est également un site actif pour la rifampicine avec le siméprévir – montrant des interactions hydrophobes.
F13L a révélé une liaison hydrogène très élevée avec le tecovirimat – liaison avec Asp-280. L’hypéricine et la naldémédine ne se sont pas liées à l’Asp-280. A partir de la liaison hydrogène, de nouveaux résidus, en particulier Asn-312, ont été identifiés. L’Asn-312 a formé des liaisons hydrogène avec tous les médicaments testés. Cependant, dans l’état le plus stable, il a formé des interactions hydrophobes avec la naldémédine et l’hypéricine. Pour 17L, des liaisons hydrogène ont été observées sur Ser-240, Lys-243 et His-241. His-241 a également interagi de manière hydrophobe avec le lixivaptan et le fosdagrocorat.
Molécules criblées pour la structure dérivée d’AlphaFold2 de la protéase G1L délogée au cours de la dynamique moléculaire. Les autres médicaments qui se sont délogés ou avaient des conformations instables étaient la vitamine D et le ponatinib – pour le glecaprevir A50R et la rifaximine ; cinacalcet pour A48R ; DB11913, DB06925, DB04727, laniquidar, baloxavir et nilotinib – pour 17L ; lifitegrast pour F13L ; et TMC-647055, fda_1667, cépharanthine et fda_1348 – pour G1L. Tous les médicaments testés avaient une liaison limitée à G1L.
