Avec l’aide de l’intelligence artificielle, une équipe internationale de chercheurs a réalisé la première avancée majeure vers un moyen nouveau et plus efficace de lutter contre le virus de la variole du singe (MPXV), qui provoque une maladie douloureuse et parfois mortelle qui peut être particulièrement dangereuse pour les enfants, les femmes enceintes et les personnes immunodéprimées. Reportage dans le journal Médecine translationnelle scientifique, l'équipe a découvert que lorsque des souris recevaient une injection d'une protéine de surface virale recommandée par AI, les animaux produisaient des anticorps neutralisant le MPXV, ce qui suggère que cette avancée pourrait être utilisée dans un nouveau vaccin mpox ou une nouvelle thérapie par anticorps.
En 2022, le mpox a commencé à se propager dans le monde entier, provoquant des symptômes grippaux ainsi que des éruptions cutanées et des lésions douloureuses chez plus de 150 000 personnes, tout en causant près de 500 décès. Les vaccins développés pour lutter contre la variole ont été réutilisés au milieu de l’épidémie pour aider les patients les plus vulnérables, mais ce vaccin est compliqué et coûteux, en raison de sa fabrication à partir d’un virus entier et affaibli.
Contrairement à un vaccin à virus entier qui est volumineux et compliqué à produire, notre innovation consiste simplement en une seule protéine facile à fabriquer. »
Jason McLellan, professeur de biosciences moléculaires, Université du Texas à Austin et co-auteur principal de l'étude
Les autres auteurs principaux de l'étude, Rino Rappuoli et Emanuele Andreano de la Fondazione Biotecnopolo di Siena en Italie, ont aidé à identifier 12 anticorps qui neutralisent efficacement le MPXV. En utilisant le sang de patients précédemment infectés par le virus ou vaccinés contre celui-ci, les chercheurs ont identifié les anticorps mais ne savaient pas quelles parties du virus ils ciblaient.
En effet, le MPXV possède des dizaines de protéines différentes à sa surface. Les scientifiques savaient qu’au moins une de ces protéines de surface était essentielle à la propagation de l’infection et qu’elle pouvait être bloquée par certains des anticorps nouvellement identifiés. Mais lesquels ? Ils devaient trouver la bonne adéquation entre la protéine de surface et l'anticorps pour tout nouveau médicament ou outil permettant de prévenir l'infection, connue sous le nom d'antigène.
Entrez dans l'équipe du Texas et l'IA. McLellan et son laboratoire de l'UT Austin ont utilisé le modèle AlphaFold 3 pour prédire à laquelle des quelque 35 protéines présentes à la surface du virus les anticorps se lient fortement. Le modèle a prédit avec une grande confiance que certains anticorps se lieraient à une protéine de surface virale appelée OPG153, et des travaux de suivi ont vérifié le résultat. Cela suggère que la protéine serait une bonne cible pour développer de nouvelles thérapies par anticorps pour traiter le mpox ou pour être utilisée dans un vaccin pour inciter le système immunitaire d'une personne à combattre le virus.
« Il aurait fallu des années pour trouver cette cible sans l'IA », a déclaré McLellan, titulaire de la chaire Robert A. Welch en chimie et l'un des dirigeants de Texas Biologics, un groupe de recherche de l'UT Austin travaillant au développement de nouveaux médicaments et d'autres avancées médicales. « C'était vraiment passionnant car personne ne l'avait jamais envisagé auparavant pour le développement d'un vaccin ou d'un anticorps. Il n'avait jamais été démontré qu'il était une cible pour les anticorps neutralisants. »
Le MPXV est étroitement lié au virus responsable de la variole. Cette découverte pourrait donc potentiellement conduire à de meilleurs vaccins ou traitements contre la variole, qui présente un risque élevé en tant qu'arme bioterroriste, compte tenu de sa transmission facile et de son taux de mortalité élevé.
L’équipe travaille actuellement au développement de versions de l’antigène et des anticorps du vaccin qui sont plus efficaces pour lutter contre la maladie tout en étant moins chères et plus faciles à produire que les versions existantes qui utilisent une version affaiblie d’un poxvirus étroitement apparenté. À terme, les chercheurs espèrent tester des antigènes vaccinaux et des thérapies par anticorps pour protéger les humains contre le mpox et la variole. McLellan appelle l'approche utilisée dans cette étude « vaccinologie inversée ».
« Nous avons commencé avec des personnes qui ont survécu à l'infection par le virus de la variole du singe, isolé les anticorps qu'elles produisaient naturellement et travaillé à rebours pour trouver quelle partie du virus agissait comme antigène pour ces anticorps. Ensuite, nous avons conçu l'antigène pour obtenir des anticorps similaires chez la souris », a déclaré McLellan.
UT Austin a déposé une demande de brevet sur l'utilisation de l'OPG153 (et de ses dérivés) comme antigène vaccinal. La Fondazione Biotecnopolo di Siena a déposé une demande de brevet sur des anticorps ciblant OPG153.
Les autres co-auteurs de l'UT Austin sont Emily Rundlet, Ling Zhou et Connor Mullins.
Ce travail a été financé en partie par la Fondation Welch.
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