Un médicament commun, déjà approuvé par la Food and Drug Administration (FDA), pourrait également être un puissant outil de lutte contre le COVID-19, selon une étude publiée cette semaine dans Recherche antivirale.
Le SRAS-CoV-2, le virus qui cause COVID-19, utilise une protéine de pointe de surface pour se fixer sur les cellules humaines et initier l'infection. Mais l'héparine, un anticoagulant également disponible en variétés non anticoagulantes, se lie étroitement à la protéine de pointe de surface, bloquant potentiellement l'infection. Cela en fait un leurre, qui pourrait être introduit dans le corps à l'aide d'un vaporisateur nasal ou d'un nébuliseur et exécuter des interférences pour réduire les risques d'infection. Des stratégies de leurres similaires se sont déjà révélées prometteuses pour lutter contre d'autres virus, notamment la grippe A, Zika et la dengue.
Cette approche pourrait être utilisée comme intervention précoce pour réduire l'infection chez les personnes dont le test est positif, mais qui ne souffrent pas encore de symptômes. Mais nous considérons également cela comme faisant partie d'une stratégie antivirale plus large. En fin de compte, nous voulons un vaccin, mais il existe de nombreuses façons de lutter contre un virus, et comme nous l'avons vu avec le VIH, avec la bonne combinaison de thérapies, nous pouvons contrôler la maladie jusqu'à ce qu'un vaccin soit trouvé. «
Robert Linhardt, auteur principal et professeur de chimie et de biologie chimique à l'Institut polytechnique Rensselaer
Pour infecter une cellule, un virus doit d'abord se verrouiller sur une cible spécifique à la surface de la cellule, traverser la membrane cellulaire et insérer ses propres instructions génétiques, détournant la machinerie cellulaire à l'intérieur pour produire des répliques du virus. Mais le virus pourrait tout aussi bien être persuadé de se verrouiller sur une molécule leurre, à condition que cette molécule offre le même ajustement que la cible cellulaire. Une fois lié à un leurre, le virus serait neutralisé, incapable d'infecter une cellule ou de se libérer, et finirait par se dégrader.
Chez l'homme, le SRAS-CoV-2 se lie à un récepteur ACE2, et les chercheurs ont émis l'hypothèse que l'héparine offrirait une cible tout aussi attrayante. Dans un essai de liaison, les chercheurs ont découvert que l'héparine se liait à la protéine de pointe trimérique SARS-CoV-2 à 73 picomoles, une mesure de l'interaction entre les deux molécules.
« C'est une liaison exceptionnelle et extrêmement serrée », a déclaré Jonathan Dordick, professeur de génie chimique et biologique à Rensselaer qui collabore avec Linhardt pour développer la stratégie du leurre. « Il est des centaines de milliers de fois plus serré qu'un antigène anticorps typique. Une fois qu'il se lie, il ne se détache pas. »
Pour entendre Linhardt et Dordick discuter de cette recherche, regardez cette vidéo.
Reconnu internationalement pour sa création d'héparine synthétique, Linhardt a déclaré qu'en examinant les données de séquençage pour le SRAS-CoV-2, l'équipe a reconnu certains motifs sur la protéine de pointe et a fortement soupçonné qu'elle se lierait à l'héparine. En plus du test de liaison directe, l'équipe a testé la force de liaison de trois variantes d'héparine – y compris une héparine non anticoagulante de faible poids moléculaire – au SRAS-CoV-2, et a utilisé une modélisation informatique pour déterminer les sites spécifiques où les composés se lient au virus. Tous les résultats confirment l'héparine comme un candidat prometteur pour la stratégie de leurre. Les chercheurs ont par la suite entamé des travaux sur l'évaluation de l'activité antivirale et de la cytotoxicité dans les cellules de mammifères.
« Ce n'est pas le seul virus auquel nous allons faire face lors d'une pandémie », a déclaré Dordick. « Nous n'avons pas vraiment d'excellents antiviraux, mais c'est une voie à suivre. Nous devons être en mesure de comprendre comment des choses comme l'héparine et les composés apparentés peuvent bloquer l'entrée du virus. »
Dans des travaux antérieurs, une équipe dirigée par Linhardt et Dordick a démontré la stratégie de leurre sur les virus avec un mécanisme similaire à SARS-CoV-2. En 2019, l'équipe a créé un piège pour le virus de la dengue, en attachant des aptamères spécifiques – des molécules auxquelles les verrous viraux se lieront – précisément aux extrémités et aux sommets d'une étoile à cinq branches en ADN plié. Flottant dans la circulation sanguine, le piège s'allume lorsqu'il est déclenché, créant ainsi le test le plus sensible au monde pour les maladies transmises par les moustiques. Auparavant, ils ont créé un polymère synthétique configuré pour correspondre aux points de verrouillage de l'acide sialique sur le virus de la grippe, réduisant la mortalité de la grippe A chez la souris de 100% à 25% sur 14 jours.
« Cette approche innovante pour piéger efficacement le virus est un excellent exemple de la façon dont les approches biotechnologiques développées à Rensselaer sont mises en avant pour résoudre des problèmes de santé mondiaux difficiles », a déclaré Deepak Vashishth, directeur du Centre de biotechnologie et d'études interdisciplinaires de Rensselaer, dont Dordick et Linhardt en font partie. « Les professeurs Dordick et Linhardt ont travaillé en collaboration dans toutes les disciplines, et leurs recherches se révèlent prometteuses même au-delà de cette pandémie actuelle. »
« Caractérisation du glycosaminoglycane et des nouvelles interactions de liaison des glycoprotéines de pointe des coronavirus (SARS-CoV-2) » a été publiée dans Recherche antivirale. À Rensselaer, Linhardt et Dordick ont été rejoints dans la recherche par Fuming Zhang, ainsi que par des chercheurs de l'Université de Californie à San Diego, de l'Université Duke et de l'Université de George, Athènes avec le soutien des National Institutes of Health.
La source:
Institut polytechnique Rensselaer
Référence de la revue:
Kim, S.Y., et al. (2020) Caractérisation de l'héparine et des interactions de liaison à la glycoprotéine de pointe des coronavirus 2 associés au syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2). Recherche antivirale. doi.org/10.1016/j.antiviral.2020.104873.
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