Une étude récente publiée dans la revue Ordinateurs en biologie et en médecine ont démontré que la curcumine phytochimique est une perspective thérapeutique puissante contre la variante Omicron du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2).
Sommaire
Arrière-plan
La pandémie actuelle de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) a causé plus de 508 millions de cas de SRAS-CoV-2 et six millions de décès à ce jour dans le monde. À l’heure actuelle, la variante SARS-CoV-2 Omicron (B.1.1.529) est la souche dominante dans le monde. Omicron a été désigné comme variante préoccupante (VOC) car il peut échapper à l’immunité induite par les vaccins et les infections en raison de plusieurs mutations dans sa protéine de pointe (S), y compris 15 substitutions d’acides aminés dans le domaine de liaison au récepteur (RBD).
Des études récentes indiquent que bon nombre des vaccins COVID-19 les plus largement utilisés offrent peu ou pas d’immunité contre l’infection à Omicron. À ce jour, aucun schéma thérapeutique spécifique pour ce COV n’a été recommandé. En conséquence, Omicron pourrait compromettre les tentatives mondiales de contenir la pandémie de COVID-19 en posant un risque pour la santé publique.
À propos de l’étude
Le présent article visait à dresser le profil de sept composés phytochimiques (capsaïcine, gingérol, allicine, curcumine, pipérine, zingeberène et cinnamaldéhyde) et à découvrir les options thérapeutiques possibles contre la variante Omicron. Les chercheurs ont construit une disposition tridimensionnelle d’Omicron S RBD en intégrant 15 altérations d’acides aminés à la structure Native S. L’équipe a mis en contraste les changements structurels de l’Omicron S avec le Native S. Les auteurs ont ancré les sept composés phytochimiques avec le complexe Omicron S-enzyme de conversion de l’angiotensine humaine 2 (hACE2) et la protéine Omicron S.
De plus, une simulation de dynamique moléculaire (DM) a été effectuée entre la curcumine et la protéine Omicron S pour évaluer la stabilité structurelle du complexe dans un cadre physiologique. De plus, l’équipe a comparé les résultats au médicament témoin chloroquine et au chlorhydrate GR 127935.
La séquence principale de la protéine Native S (position de départ 333) a été acquise à partir de l’initiative mondiale sur le partage de toutes les données sur la grippe (GISAID). Quinze mutations ont été introduites dans Native S à l’aide du logiciel PyMol 2.5, résultant en Omicron S. Le logiciel UCSF Chimera a été utilisé pour examiner et visualiser l’impact des mutations sur la protéine Omicron S.
La liaison des protéines hACE2 et Omicron S a été réalisée à l’aide du serveur Web d’amarrage protéine-protéine ClusPro. Les sept composés phytochimiques avec le complexe Omicron S et Omicron S-hACE2 ont été ancrés à l’aide du serveur d’amarrage Dockthor. Les énergies libres des complexes curcumine-Omicron S et chloroquine-Omicron S ont été calculées à l’aide de l’approche de la surface accessible aux solvants de la mécanique moléculaire-Poisson – Boltzmann (MM-PBSA). Enfin, le logiciel PyMol 2.5 a été utilisé pour évaluer l’impact de l’interaction de la curcumine avec la protéine cible Omicron S.
Résultats
Les résultats de l’étude ont montré que les substitutions d’acides aminés dans la variante SARS-CoV-2 Omicron pourraient favoriser une meilleure capacité de liaison à hACE2, entraînant potentiellement une augmentation de la transmissibilité virale du SARS-CoV-2. L’évaluation de Prodigy a montré que l’énergie de liaison entre la protéine Omicron S et hACE2 était de -13,7 Kcal mol-1. Alors que les énergies de liaison des protéines projetées S et Omicron S étaient comparables, Native S avait un potentiel de liaison modeste avec hACE2. Par rapport aux médicaments témoins correspondants, la curcumine s’est considérablement attachée à la fois au complexe Omicron S/hACE2 et à Omicron S.
Les chercheurs ont découvert que la curcumine était liée à de nombreux résidus d’acides aminés mutés (ARG161 [493]SER114 [446]HIS173 [505]et SER164 [496]) de la protéine Omicron S et d’autres résidus. Au contraire, le médicament témoin chloroquine ne s’est lié qu’avec l’acide aminé muté ARG161. Cette observation implique que la curcumine a une plus grande affinité pour Omicron S que la chloroquine. Néanmoins, la curcumine et la chloroquine présentaient une région Omicron S partagée englobant les acides aminés communs ARG161 [493]SER162 [494]et TYR117 [449].
De plus, l’équipe a découvert de nombreux sites d’interaction curcumine-hACE2 dans le complexe Omicron-S. Ces résidus étaient des acides aminés significatifs engageant hACE2-Omicron S. La curcumine a établi une liaison pi avec le résidu de pointe mutant HIS173 [505]indiquant qu’il a une plus grande affinité pour la protéine mutée dans le complexe que le chlorhydrate GR 127935 témoin ACE.
La simulation MD a montré que la curcumine pourrait établir une structure stable avec la protéine S d’Omicron dans le cadre physiologique et une interaction plus élevée que le médicament témoin chloroquine. Des études sur l’énergie libre ont révélé que la curcumine avait une plus grande affinité pour Omicron S que la chloroquine, un médicament témoin. Les distances d’acides aminés du complexe curcumine-Omicron S peuvent être plus courtes que celles d’Omicron S sans curcumine.
conclusion
Les résultats de l’étude ont montré que la curcumine possédait la capacité inhibitrice la plus importante avec la protéine Omicron S parmi les sept composés phytochimiques testés. Les auteurs ont également découvert que la curcumine pouvait perturber l’agrégat Omicron S-hACE2. De plus, la simulation MD a montré que la curcumine pourrait établir un complexe stable avec Omicron S dans le milieu physiologique.
Pour résumer, les données actuelles montrent que la curcumine a le potentiel d’être utilisée comme agent médicinal contre la variante hautement infectieuse du SRAS-CoV-2 Omicron.
