Une équipe internationale de chercheurs dirigée par l’université de Bristol a découvert une « poche exploitable » dans la protéine de pointe du SARS-CoV-2, qui pourrait être utilisée pour empêcher le virus d’infecter les cellules humaines. Les chercheurs affirment que leurs découvertes, publiées lundi dans la revue Science, sont susceptibles de changer la donne dans la lutte contre la pandémie actuelle. Ils ajoutent que les petites molécules antivirales développées pour cibler la poche qu’ils ont découverte pourraient aider à éliminer efficacement la COVID-19.
Le SARS-CoV-2 est décoré par de multiples copies d’une glycoprotéine, connue sous le nom de protéine de pointe (ou « protéine Spike »), qui joue un rôle essentiel dans l’infectiosité virale. La protéine de pointe se lie à la surface des cellules humaines, permettant au virus de pénétrer dans les cellules et de commencer à se répliquer, causant des dommages importants.
Dans cette étude novatrice, l’équipe dirigée par le professeur Christiane Schaffitzel de l’école de biochimie de Bristol et le professeur Imre Berger du centre Max Planck-Bristol pour la biologie minimale, a utilisé une technique d’imagerie puissante, la cryomicroscopie électronique (cryo-EM), pour analyser la protéine de pointe du SARS-CoV-2 à une résolution proche de l’atome. Grâce à l’informatique cloud à haute performance d’Oracle, une structure 3D de la protéine de pointe CoV-2 du SARS a été générée, permettant aux chercheurs de scruter les profondeurs de la protéine pour en identifier la composition moléculaire.
Cibler l’acide linoléique du coronavirus pour éradiquer la maladie
De manière inattendue, l’analyse de l’équipe de recherche a révélé la présence d’une petite molécule, l’acide linoléique (AL), enfouie dans une poche faite « sur mesure » au sein de la protéine Spike. L’acide linoléique est un acide gras libre, indispensable à de nombreuses fonctions cellulaires. Le corps humain ne peut pas produire d’AL. Au lieu de cela, le corps absorbe cette molécule essentielle par le biais de l’alimentation. Fait intrigant, l’AL joue un rôle vital dans l’inflammation et la modulation immunitaire, qui sont deux éléments clés de la progression de la COVID-19. L’AL est également nécessaire pour maintenir les membranes cellulaires dans les poumons afin que nous puissions respirer correctement.
« Nous avons été vraiment intrigués par notre découverte et ses implications. Nous avons donc ici la LA (AL), une molécule qui est au centre de ces fonctions qui s’embrouillent chez les patients atteints de COVID-19, avec des conséquences terribles. Et le virus qui cause tout ce chaos, selon nos données, s’empare et s’accroche exactement à cette molécule, désarmant en fait une grande partie des défenses de l’organisme », a déclaré Berger.
« D’après d’autres maladies, nous savons que le fait de bricoler les voies métaboliques de LA peut déclencher une inflammation systémique, un syndrome de détresse respiratoire aiguë et une pneumonie. Ces pathologies sont toutes observées chez des patients souffrant de COVID-19 sévère. Une étude récente sur des patients atteints de COVID-19 a montré des niveaux de LA nettement réduits dans leur sérum », explique Schaffitzel.
« Notre découverte fournit le premier lien direct entre LA, les manifestations pathologiques de COVID-19 et le virus lui-même. La question est maintenant de savoir comment utiliser ces nouvelles connaissances pour lutter contre le virus lui-même et vaincre la pandémie », ajoute le professeur Berger.
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Des traitements similaires pour d’autres virus pourraient servir d’exemples
Il y a des raisons d’espérer. Dans le cas du rhinovirus, un virus causant le rhume, une poche similaire a été exploitée pour développer de puissantes petites molécules qui se lient étroitement à la poche, déformant la structure du rhinovirus et stoppant son infectivité. Ces petites molécules ont été utilisées avec succès comme médicaments antiviraux lors d’essais sur l’Homme, ce qui a permis de vaincre le rhinovirus en clinique. L’équipe de Bristol, sur la base de ses données, est optimiste quant à la possibilité de poursuivre une stratégie similaire pour développer des médicaments antiviraux à petites molécules contre le SARS-CoV-2.
« La COVID-19 continue de faire des ravages et, en l’absence d’un vaccin éprouvé, il est vital que nous examinions également d’autres moyens de combattre la maladie. En ce qui concerne le VIH, après 30 ans de recherche, c’est un cocktail de petites molécules antivirales qui a finalement réussi à tenir le virus à distance. Notre découverte d’une poche médicamenteuse dans la protéine de pointe du SARS-CoV-2 pourrait conduire à de nouveaux médicaments antiviraux pour arrêter et éliminer le virus avant qu’il ne pénètre dans les cellules humaines, l’arrêtant ainsi fermement dans sa course », a déclaré Schaffitzel.
« Oracle for Research unit les chercheurs et le cloud computing pour contribuer à apporter des changements bénéfiques à notre planète et à ses habitants. Le SARS-CoV-2 et la COVID-19 causent des ravages dans le monde entier, et les efforts de recherche pour trouver des vaccins et des traitements ne peuvent pas aller assez vite », a ajouté Derbenwick Miller, vice-présidente d’Oracle for Research.
Vidéo résumant la découverte, publiée directement par l’Université de Bristol :