Le développement de molécules capables de se lier à la protéine Spike (ou protéine de pointe) du SARS-CoV-2 et ainsi détecter ou inhiber l’infection est capital pour venir à bout de cette pandémie. Une équipe de recherche de l’université danoise d’Aarhus a mis au point une nouvelle molécule qui se fixe à la surface des particules virales du coronavirus. Cette fixation l’empêche de pénétrer dans les cellules humaines et de propager l’infection.
La pandémie de coronavirus a initié une quête mondiale pour à la fois détecter rapidement la présence du virus et traiter la maladie. Mais le défi reste de taille en raison de l’accès limité aux vaccins contre la COVID-19, en particulier dans les pays en développement, et de l’émergence de nouvelles souches virales qui peuvent échapper aux réponses immunitaires et compromettre l’efficacité des vaccins actuels.
C’est dans ce contexte que l’équipe de recherche danoise s’est focalisée sur le développement d’une molécule antivirale abordable et facile à produire et qui semble très efficace contre l’infection au SARS-CoV-2. Elle appartient à une classe de composés connus sous le nom d’aptamères à ARN et est basée sur le même type d’éléments constitutifs que ceux utilisés pour les vaccins à ARNm.
Un aptamère à ARN pour neutraliser l’infection au coronavirus
Un aptamère est un morceau d’ADN ou d’ARN qui se replie en une structure 3D capable de reconnaître une molécule cible. À savoir que la majorité des aptamères utilisés dans le cadre de recherches scientifiques se compose d’ARN, car leurs structures adoptent des configurations spatiales plus variées et plus complexes que les fragments d’ADN.
En se fixant à la surface du virus, l’aptamère à ARN empêche la protéine Spike de servir de clé permettant au virus de pénétrer dans une cellule après s’y être fixé. L’aptamère à ARN n’est donc absolument pas un nouveau type de vaccin, mais un composé qui peut empêcher le virus de se propager dans l’organisme une fois qu’une personne est infectée.
Comme les autres coronavirus, le SARS-CoV-2 exprime une glycoprotéine de surface en forme de pointe (Spike) qui est composée de deux domaines (S1 et S2), et forme une structure trimérique capable d’interagir avec les cellules humaines. En particulier, le domaine de liaison au récepteur situé sur la sous-unité S1 de la protéine Spike se lie avec une forte affinité à l’enzyme 2 de conversion de l’angiotensine humaine (ACE2), ce qui facilite l’absorption virale. Les recherches se sont donc principalement concentrées sur l’inhibition de l’interaction Spike-ACE2.
L’équipe de recherche a alors développé un aptamère à ARN qui se lie avec une forte affinité au domaine de liaison au récepteur de la protéine de pointe du SARS-CoV-2, empêchant ainsi son interaction avec le récepteur ACE2. Des expériences de culture cellulaire (utilisant des particules pseudo-virales ainsi que du SARS-CoV-2 vivant) montrent que l’aptamère et, encore mieux, une version trimérisée de l’aptamère à ARN, peuvent bloquer efficacement l’infection virale à faible concentration.
Et maintenant : une possible détection des variants émergents
La liaison efficace de l’aptamère au SARS-CoV-2 signifie également que la nouvelle molécule peut être utilisée pour tester l’infection au virus. « Nous avons commencé à tester le nouvel aptamère dans des tests rapides et nous pensons pouvoir détecter de très faibles concentrations du virus », a déclaré dans un communiqué le professeur Jørgen Kjems de l’université d’Aarhus, principal auteur de l’étude, qui vient d’être publiée dans la revue PNAS.
Enfin, des études en culture cellulaire montrent que l’aptamère conserve sa forte affinité de liaison avec d’autres souches circulantes de SARS-CoV-2, ce qui suggère qu’il pourrait aussi trouver une utilisation généralisée pour la détection et le traitement des variants émergents. « Depuis que nous avons soumis l’article à l’examen des pairs, nous avons poursuivi nos études et avons pu montrer que l’aptamère reconnaît également le variant Delta. Nous attendons maintenant des échantillons du nouveau variant identifié, Omicron, afin de tester si l’aptamère le reconnaît également », explique Jørgen Kjems. Il souligne cependant que les résultats obtenus avec le variant Delta n’ont pas encore été examinés et publiés par des pairs.
Des anticorps ont été développés et sont actuellement utilisés pour détecter l’infection virale à l’aide de tests antigéniques rapides. Il est vrai que certains d’entre eux présentent un potentiel thérapeutique en raison de leur puissant effet neutralisant. Cependant, les coûts élevés de production des anticorps, l’utilisation d’animaux pour les générer et leur faible stabilité à température ambiante restent des problèmes majeurs.
En raison de sa petite taille et de sa stabilité chimique, l’aptamère à ARN présente ainsi un potentiel comme alternative aux anticorps et aux nanocorps ciblant la protéine Spike.
