Recherche Covid-19: des scientifiques développent de nouvelles nanoparticules de capside de phage qui pourraient prévenir les infections à Covid-19
Source: Thailand Medical News 01 avr.2020 il y a 9 heures
Recherche Covid-19 : Un nouveau protocole donne l'espoir de nouvelles options thérapeutiques pour supprimer la grippe saisonnière, la grippe aviaire et même le Covid-19 en utilisant une coquille vide et donc non infectieuse d'un virus phage pour bloquer les sites de contagion de ces virus.
Chercheurs allemands du Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP), Freie Universität Berlin, Technische Universität Berlin (TU), Humboldt-Universität (HU), Robert Koch Institute (RKI) et Charité-Universitätsmedizin Berlin ont développé une capside de phage chimiquement modifiée qui «étouffe» une variété de virus.
Il a été observé que des sites de liaison parfaitement adaptés font que certains virus respiratoires sont enveloppés par les capsides des phages de telle sorte qu'il leur est pratiquement impossible d'infecter plus longtemps les cellules pulmonaires. Ce phénomène a été prouvé dans des essais précliniques, impliquant également du tissu pulmonaire humain.
Les résultats de l'étude sont également utilisés pour l'enquête immédiate sur le coronavirus. Les résultats ont maintenant été publiés dans Nature Nanotechnology. DOI: 10.1038 / s41565-020-0660-2
Virus respiratoires tels que les virus de la grippe et également les coronavirus très dangereux: les médicaments antiviraux actuels ne sont que partiellement efficaces car ils attaquent les virus après l' infection des cellules pulmonaires.
Il serait souhaitable et beaucoup plus efficace de prévenir l'infection en premier lieu.
La nouvelle approche de Berlin promet cette approche. La capside phagique, développée par une équipe multidisciplinaire de chercheurs, enveloppe les virus de la grippe si parfaitement qu'ils ne peuvent plus infecter les cellules.
Le professeur Christian Hackenberger, chef du département de biologie chimique au Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) et le professeur de biologie chimique Leibniz Humboldt au HU Berlin ont déclaré à Thailand Medical News: «Les essais précliniques montrent que nous sommes capables de rendre inoffensif à la fois les virus de la grippe saisonnière et les virus de la grippe aviaire avec notre coquille de phage chimiquement modifiée. C'est un succès majeur qui offre des perspectives entièrement nouvelles pour le développement de médicaments antiviraux innovants. »
L'inhibiteur de la capside des phages utilise une caractéristique de tous les virus respiratoires: il existe des récepteurs trivalents à la surface du virus, appelés protéines d'hémagglutinine, qui se fixent aux molécules de sucre (acides sialiques) à la surface cellulaire du tissu pulmonaire. Dans le cas d'une infection, les virus s'accrochent à leur victime dans ce cas, les cellules pulmonaires comme une fermeture auto-agrippante. Le principe de base est que ces interactions se produisent en raison de liaisons multiples, plutôt que de liaisons simples.
En fait, c'est la structure de surface des virus de la grippe qui a inspiré les chercheurs à poser la question initiale suivante il y a plus de six ans: ne serait-il pas possible de développer un inhibiteur qui se lie aux récepteurs trivalents avec un ajustement parfait, simulant la surface du poumon des cellules tissulaires?
Les chercheurs savent maintenant que cela est effectivement possible avec l'aide d'un habitant intestinal inoffensif - le phage Q-bêta a les propriétés de surface idéales et est parfaitement adapté pour l'équiper de ligands dans ce cas des molécules de sucre comme « appât ». Une coquille de phage vide fait parfaitement l'affaire.
Le Dr Daniel Lauster, ancien doctorant du Groupe de biophysique moléculaire (HU) et maintenant postdoctorant à la Freie Universität Berlin, a expliqué: « Notre molécule d'échafaudage multivalent n'est pas infectieuse et comprend 180 protéines identiques qui sont espacées exactement comme le trivalent récepteurs de l'hémagglutinine à la surface du virus. Il a donc les conditions de départ idéales pour tromper le virus de la grippe ou, pour être plus précis, pour s'y attacher avec un ajustement spatial parfait. En d'autres termes, nous utilisons un virus phage pour désactiver le virus de la grippe! Et même le coronavirus SARS-CoV-2 qui cause la maladie de Covid-19 »
Afin de permettre à l'échafaudage Q-beta de remplir la fonction souhaitée, il doit d'abord être modifié chimiquement. Produit à partir de bactéries E. coli à TU Berlin, le groupe de recherche du professeur Hackenberger au FMP et HU Berlin utilise la chimie de synthèse pour attacher des molécules de sucre aux positions définies de l'enveloppe du virus.
De nombreuses études utilisant des modèles animaux et des cultures cellulaires ont prouvé que la structure sphérique convenablement modifiée possède une force de liaison considérable et un potentiel inhibiteur. L'étude a également permis à l'Institut Robert Koch d'examiner le potentiel antiviral des capsides phagiques contre de nombreuses souches actuelles du virus de la grippe, et même contre les virus de la grippe aviaire. Son potentiel thérapeutique a même été prouvé sur le tissu pulmonaire humain, car des chercheurs du Département médical de la Division d'infectiologie et de pneumologie de la Charité ont pu montrer que lorsque des tissus infectés par des virus de la grippe étaient traités avec la capside phagique, les virus de la grippe étaient pratiquement plus capables de se reproduire.
Les résultats de l'étude sont étayés par des preuves structurelles fournies par des scientifiques FU du Centre de recherche en microscopie électronique (FZEM): la microscopie cryoélectronique haute résolution et la microscopie cryoélectronique montrent directement et, surtout, spatialement, que l'inhibiteur encapsule complètement le virus. De plus, des modèles mathématiques et physiques ont été utilisés pour simuler l'interaction entre les virus de la grippe et la capside du phage sur l'ordinateur
La Dre Susanne Liese de l'AG Netz de la Freie Universität Berlin a ajouté: « Nos calculs assistés par ordinateur montrent que l'inhibiteur conçu de manière rationnelle se fixe bien à l'hémagglutinine et enveloppe complètement le virus de la grippe. Il était donc également possible de décrire et d'expliquer mathématiquement la force d'adhésion élevée. »
Ces nouveaux résultats de recherche doivent maintenant être suivis d'études plus précliniques. On ne sait pas encore, par exemple, si la capside du phage provoque une réponse immunitaire chez les mammifères. Idéalement, cette réponse pourrait même renforcer l'effet de l'inhibiteur. Cependant, il peut également arriver qu'une réponse immunitaire réduise l'efficacité des capsides phagiques en cas d'exposition à doses répétées ou que les virus de la grippe développent des résistances. Et, bien sûr, il n'a pas encore été prouvé que l'inhibiteur est également efficace chez l'homme.
Malgré ces appréhensions, l'alliance des chercheurs berlinois est certaine que cette approche a un grand potentiel.
Le professeur Hackenberger a souligné: « Notre inhibiteur multivalent tridimensionnel développé de manière rationnelle indique une nouvelle direction dans le développement de liants de virus grippaux structurellement adaptables. Il s'agit de la première réalisation de ce type dans la recherche multivalence. »
Le chimiste chercheur estime que cette approche, qui est biodégradable, non toxique et non immunogène dans les études de culture cellulaire, peut en principe également être appliquée à d'autres virus, et éventuellement aussi à des bactéries. Il est évident que les auteurs considèrent l'application de leur approche au coronavirus actuel comme l'un de leurs nouveaux défis.
L'objectif principal est de développer un médicament qui empêche les coronavirus de se lier aux cellules hôtes situées dans la gorge et les voies respiratoires suivantes, empêchant ainsi l'infection.
La collaboration et la coopération entre scientifiques de différentes disciplines ont joué un rôle majeur dans la découverte du nouvel inhibiteur de la grippe. Des biologistes, des chimistes, des physiciens, des virologues, des scientifiques médicaux et des spécialistes de l'imagerie de trois universités berlinoises HU, Freie Universität Berlin et TU, de l'Institut Robert Koch, de la Charité et, enfin et surtout, du FMP étaient tous impliqués dans le projet.
Les chercheurs progressent déjà dans d'autres aspects de l'étude pour évaluer son efficacité contre le coronavirus SARS-CoV-2.