En attendant les vaccins contre le Covid-19 (le premier lot du vaccin russe depuis deux semaines), les scientifiques de l'UC San Francisco développent une nouvelle approche pour arrêter la propagation du virus.
Une équipe de chercheurs dirigée par Michel Schoof a conçu des nanocorps synthétiques prêts à la production qui décomposent le mécanisme du SRAS-CoV-2 qui permet au virus d'infecter nos cellules. Dans une formulation aérosol qu’ils ont testée, baptisée « AeroNabs » par les chercheurs, ces molécules pourraient être auto-administrées avec un spray nasal ou un inhalateur.
Comme indiqué dans un nouveau document, maintenant disponible sur le serveur prépresse bioRxiv, des expériences in vivo montrent que la molécule fait partie des antiviraux anti-SARS-CoV-2 les plus puissants découverts à ce jour.
AeroNabs, un masque à respirer
Utilisé une fois par jour, AeroNabs pourrait fournir une protection puissante et fiable contre le SRAS-CoV-2 jusqu'à ce qu'un vaccin soit disponible.
L'équipe de recherche discute déjà activement avec des partenaires commerciaux pour augmenter la production d'AeroNabs et les tests cliniques. Si ces tests réussissent, les scientifiques visent à rendre les AeroNabs largement disponibles en tant que médicament en vente libre abordable pour prévenir et traiter Covid-19.
C'est beaucoup plus efficace que les masques. AeroNabs est une forme moléculaire d'équipement de protection individuelle qui peut agir comme un tampon important jusqu'à ce que les vaccins fournissent une solution permanente à Covid-19
Peter Walter, co-inventeur d'AeroNabs, PhD, professeur de biochimie et de biophysique à l'UCSF et chercheur du Howard Hughes Medical Institute.
Les AeroNabs pourraient être une ligne de défense à vie, même pour ceux qui ne peuvent pas accéder aux vaccins contre le SRAS-CoV-2 ou y répondre. Avec un simple spray nasal, ils éviteraient le problème.
Design inspiré des nanobodies des lamas
Bien que conçus entièrement en laboratoire, les AeroNabs ont été inspirés par des nanocorphes, des protéines immunitaires semblables à des anticorps que l'on trouve naturellement dans les lamas, les chameaux et les animaux apparentés.
Depuis leur découverte dans un laboratoire belge à la fin des années 80, les propriétés particulières des nanocorps ont intrigué les scientifiques du monde entier.
« Bien qu’ils fonctionnent de manière très similaire aux anticorps présents dans le système immunitaire humain, les nanocorps offrent un certain nombre d’avantages uniques pour des thérapies efficaces contre le SRAS-CoV-2. » Voici ce que dit le co-inventeur Ashish Manglik, MD, PhD, professeur adjoint de chimie pharmaceutique qui utilise fréquemment des nanocorps comme outil dans ses recherches sur la structure et la fonction des protéines qui envoient et reçoivent des signaux à travers la membrane cellulaire.
Les avantages des nanobodies
Pour commencer, les nanocods sont d'un ordre de grandeur plus petit que les anticorps humains, ce qui les rend plus faciles à manipuler et à modifier en laboratoire.
Leur petite taille et leur structure relativement simple les rendent également nettement plus stables que les anticorps d'autres mammifères. De plus, contrairement aux anticorps humains, les nanocods peuvent être produits en masse de manière simple et économique: Les scientifiques insèrent les gènes qui contiennent les plans moléculaires pour construire les nanocorps dans E. coli ou la levure et transforment ces microbes en usines de nanobodies à haut rendement. La même méthode a été utilisée en toute sécurité pendant des décennies pour produire en masse de l'insuline.
Manglik déclare que « les nanocorps n’étaient pour nous qu’un point de départ. Bien que déjà très performants, nous avons pensé pouvoir les améliorer grâce à l’ingénierie protéique. Cela a finalement conduit au développement d’AeroNabs. »
La protéine Spike est la clé de l’infection
Le SRAS-CoV-2 s’appuie sur ses protéines dites de pointe pour infecter les cellules. Ces protéines parsèment la surface du virus et lui donnent une apparence de couronne lorsqu’on l’observe au microscope électronique (d’où le nom «coronavirus "). Les pointes, cependant, sont plus qu'une simple décoration - elles sont la clé essentielle qui permet au virus de pénétrer dans nos cellules.
Comme un outil rétractable, les pointes peuvent passer d’un état fermé et inactif à un état ouvert et actif. Lorsque l’une des quelque 25 « broches » d’une particule virale devient active, les trois « domaines de liaison au récepteur » ou RBD de cette « broche » sont exposés et sont prêts à se lier à ACE2, un récepteur présent sur les cellules humaines.
Les chercheurs de l’UCSF pensaient que s’ils pouvaient trouver des nanocorps qui empêchent les interactions Spike-ACE2, ils empêcheraient le virus d’infecter les cellules.
Pour trouver des candidats efficaces, les scientifiques ont analysé plus de 2 milliards de nanocods synthétiques. Après des séries successives de tests, l'équipe a réduit les candidats à 21 nanocods capables d'empêcher la protéine de pointe d'interagir avec ACE2.
Véronique Rezelj, PhD, virologue au laboratoire de Marco Vignuzzi, PhD, à l'Institut Pasteur de Paris, a testé les trois nanocorps les plus prometteurs contre le SRAS-CoV-2 vivant et a découvert que les nanocorps sont extraordinairement puissants, empêchant l'infection même à faibles doses.
Enveloppez les « clés » et empêchez-les d’entrer dans la « serrure ».
Cependant, le plus puissant de ces nanocorps agit non seulement comme une gaine sur les RBD, mais aussi comme un piège moléculaire à souris, bloquant les pointes dans son état fermé et inactif et l'empêchant d'interagir avec ACE2. C'était la genèse des AeroNabs.
Les tests et les résultats: une puissance immense
Dans une série d’expériences distinctes, l’équipe a conçu une chaîne moléculaire capable de relier trois nanocorps entre eux. Le résultat? Incroyable. Les trois nanocorps réunis sont 200.000 XNUMX fois plus puissants qu’un seul nanocorps.
Et lorsqu’ils ont évalué les résultats, ils ont constaté qu’ils étaient hors du commun. "C'était si efficace", dit Walter, "qu'il dépassait notre capacité à mesurer sa puissance."
Facile à administrer
Dans une dernière série d'expériences, les chercheurs ont soumis les nanocorps à une série de tests de résistance, en les soumettant à des températures élevées, en les transformant en une poudre de conservation et en produisant un aérosol.
Chacun de ces processus est très dommageable pour la plupart des protéines, mais les scientifiques ont confirmé que, grâce à la stabilité inhérente des nanocorps, il n’y avait aucune perte de puissance antivirale.
Surtout sous forme d'aérosol, ce qui fait d'AeroNabs un antiviral puissant contre le SARS-CoV-2, pratique à administrer avec un inhalateur ou un spray nasal.
AeroNabs, un spray quotidien d'un spray nasal éloigne Covid
« Nous ne sommes pas les seuls à penser que les AeroNabs sont une technologie étonnante », déclare Manglik. "Notre équipe est en contact avec des partenaires commerciaux potentiels intéressés par la production et la distribution d'AeroNabs et nous espérons commencer bientôt les essais sur l'homme."