Les chercheurs du monde entier se battent pour développer des vaccins et des médicaments potentiels pour lutter contre le nouveau coronavirus, appelé SARS-Cov-2. Maintenant, un groupe de chercheurs a découvert la structure moléculaire d'une protéine clé que le coronavirus utilise pour envahir les cellules humaines, ouvrant potentiellement la porte au développement d'un vaccin, selon de nouvelles découvertes.
Des recherches antérieures ont révélé que les coronavirus envahissent les cellules par le biais de protéines dites «à pointe», mais ces protéines prennent différentes formes dans différents coronavirus. Déterminer la forme de la protéine de pointe dans le SRAS-Cov-2 est la clé pour déterminer comment cibler le virus, a déclaré Jason McLellan, auteur principal de l'étude et professeur agrégé de biosciences moléculaires à l'Université du Texas à Austin.
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Bien que le coronavirus utilise de nombreuses protéines différentes pour répliquer et envahir les cellules, la protéine de pointe est la principale protéine de surface qu'elle utilise pour se lier à un récepteur - une autre protéine qui agit comme une porte d'entrée dans une cellule humaine. Après la liaison de la protéine de pointe au récepteur des cellules humaines, la membrane virale fusionne avec la membrane cellulaire humaine, permettant au génome du virus d'entrer dans les cellules humaines et de commencer l'infection. Donc "si vous pouvez empêcher l'attachement et la fusion, vous empêcherez l'entrée", a déclaré McLellan à Live Science. Mais pour cibler cette protéine, vous devez savoir à quoi elle ressemble.
Plus tôt ce mois-ci, les chercheurs ont publié le génome de SARS-Cov-2. En utilisant ce génome, McLellan et son équipe, en collaboration avec les National Institutes of Health (NIH), ont identifié les gènes spécifiques qui codent pour la protéine de pointe. Ils ont ensuite envoyé ces informations sur les gènes à une entreprise qui a créé les gènes et les a renvoyés. Le groupe a ensuite injecté ces gènes dans des cellules de mammifères dans une boîte de laboratoire et ces cellules ont produit les protéines de pointe.
Ensuite, en utilisant une technique de microscopie très détaillée appelée microscopie électronique cryogénique, le groupe a créé une "carte" ou "blueprint" 3D des protéines de pointe. Le plan a révélé la structure de la molécule, cartographiant l'emplacement de chacun de ses atomes dans l'espace.
«Il est impressionnant que ces chercheurs aient pu obtenir la structure si rapidement», a déclaré Aubree Gordon, professeur agrégé d'épidémiologie à l'Université du Michigan, qui ne faisait pas partie de l'étude. "C'est un pas en avant très important qui pourrait aider au développement d'un vaccin contre le SRAS-COV-2."
Stephen Morse, professeur à la Mailman School of Public Health de l'Université Columbia, qui ne faisait pas non plus partie de l'étude, est d'accord. La protéine de pointe "serait le choix probable pour le développement rapide d'antigènes vaccinaux" et les traitements, a-t-il déclaré à Live Science dans un e-mail. Connaître la structure serait "très utile pour développer des vaccins et des anticorps ayant une bonne activité", tout comme la production de quantités plus élevées de ces protéines, a-t-il ajouté.
L'équipe envoie ces «coordonnées» atomiques à des dizaines de groupes de recherche à travers le monde qui travaillent à développer des vaccins et des médicaments pour cibler le SRAS-CoV-2. Pendant ce temps, McLellan et son équipe espèrent utiliser la carte de la protéine de pointe comme base d'un vaccin.
Lorsque des envahisseurs étrangers, tels que des bactéries ou des virus, envahissent le corps, les cellules immunitaires ripostent en produisant des protéines appelées anticorps. Ces anticorps se lient à des structures spécifiques de l'envahisseur étranger, appelé antigène. Mais produire des anticorps peut prendre du temps. Les vaccins sont des antigènes morts ou affaiblis qui entraînent le système immunitaire à créer ces anticorps avant que le corps ne soit exposé au virus.
En théorie, la protéine de pointe elle-même "pourrait être le vaccin ou les variantes d'un vaccin", a déclaré McLellan. Lorsque vous injectez ce vaccin à base de protéines de pointe, "les humains fabriqueraient des anticorps contre la pointe, puis s'ils étaient jamais exposés au virus vivant", le corps serait préparé, a-t-il ajouté. Sur la base de recherches antérieures qu'ils ont effectuées sur d'autres coronavirus, les chercheurs ont introduit des mutations ou des changements pour créer une molécule plus stable.
En effet, "la molécule a l'air vraiment bien; elle est vraiment bien comportée; la structure démontre en quelque sorte que la molécule est stable dans la confirmation correcte que nous espérions", a déclaré McLellan. "Alors maintenant, nous et d'autres utiliserons la molécule que nous avons créée comme base pour l'antigène du vaccin." Leurs collègues du NIH vont maintenant injecter ces protéines de pointe dans les animaux pour voir à quel point les protéines déclenchent la production d'anticorps.
Pourtant, McLellan pense qu'un vaccin est probable dans environ 18 à 24 mois. C'est "encore assez rapide par rapport au développement normal d'un vaccin, qui pourrait prendre environ 10 ans", a-t-il déclaré.
Les résultats ont été publiés aujourd'hui (19 février) dans la revue Science.
