Une équipe de chercheurs a pu modéliser en 3D la protéine du nouveau coronavirus grâce à une technique d'imagerie très sophistiquée. Cette protéine est un élément clé pour préparer le système immunitaire à empêcher l'infection par le virus.

Alors que le nombre de personnes infectées par Covid-19 semblent se stabiliser autour de 75 000 personnes, ce 20 février 2020, des laboratoires du monde entier s’activent et collaborent dans le but de développer un vaccin et a minima des antiviraux. Une coopération entre les biologistes de l’université du Texas et des Instituts américains de la santé a donné lieu à une avancée prometteuse en la matière. Ils ont publié leur piste ce 19 février 2020 dans Science.

L’Organisation mondiale de la santé (OMS) a récemment déclaré qu’elle projette un délai de 18 mois avant de trouver un vaccin. Le laboratoire français Pasteur, quant à lui, estime qu’il faudrait 20 mois avant d’en établir un. Ces chiffres restent ambitieux. Historiquement, un vaccin prend des années pour être développé — celui contre le Sars n’a été disponible que bien après le pic de l’épidémie. Ce délai provient des étapes sine qua non de ce processus, dont voici la version courte :

  • Il faut d’abord être sûr de comprendre toutes les caractéristiques du virus. Pour ce faire, la souche doit être cultivée en laboratoires sur des cellules, mais aussi in vivo, donc sur des animaux.
  • Le vaccin doit ensuite être élaboré sur cette base. Ses premières versions ne peuvent évidemment pas être inoculées tout de suite à des humains. Il faut s’assurer que la substance va cibler les bonnes parties du corps, sans effet secondaire.
  • Une fois que l’on est à peu près sûr de cela, on passe au stade des tests pré-cliniques sur des animaux.
  • Si ces expériences sont concluantes, l’étape des tests cliniques sur des humains peut commencer. Mais il n’y a toujours pas, à ce stade, de vaccin réellement reconnu comme officiellement utilisable.
  • À partir du moment où les tests cliniques fonctionnent parfaitement, le vaccin est considéré comme efficace mais il devra passer dans la machine administrative afin d’être approuvé par les autorités de régulation.
Carte 3D de la protéine du nouveau coronavirus, à l’échelle atomique (il s’agit donc de sa structure moléculaire). // Source : Jason McLellan/Univ. of Texas at Austin

Dans le contexte de l’épidémie de la maladie Covid-19, les laboratoires de recherche font tout pour accélérer le processus. On assiste à un phénomène de partage massif des informations : chaque avancée est diffusée pour être révisée par les pairs et que les bénéfices accélèrent la recherche pour tout le monde. C’est pour cela que l’équipe de chercheurs dirigée par le biochimiste Jason McLellan a dernièrement partagé auprès de nombreux collègues la carte 3D d’une partie de la structure moléculaire du nouveau coronavirus.

Il faut mettre en relation la protéine avec les bons anticorps

Cette étude se concentre plus spécifiquement sur la protéine en forme de « flèche » de SARS-CoV-2 (le nouveau nom du coronavirus lui-même, Covid-19 est le nouveau nom de la maladie). La protéine d’un virus est ce qui lui permet de pénétrer dans les cellules vivantes afin de s’y répliquer. C’est, en quelques sortes, son arme d’infection. Le rôle d’un vaccin est justement d’alerter et de préparer le système immunitaire à un agent pathogène, afin que le corps puisse réagir à temps en contrant l’infection. Mieux on connaît l’arme du coronavirus, mieux on sait préparer le bouclier nécessaire dont a besoin le système immunitaire en faisant appel aux anticorps pertinents. L’idée est tout simplement d’empêcher la protéine de se lier aux cellules humaines pour que l’infection ne puisse pas avoir lieu.

À partir du séquençage du génome du coronavirus, disponible depuis janvier, les chercheurs de l’équipe de Jason McLellan ont identifié les gènes qui codent la protéine de SARS-CoV-2. Ils se sont ensuite appuyés sur un autre laboratoire pour générer ces gènes, puis ils les ont inséré dans des cellules de mammifères. À partir de cette reproduction de la protéine, les chercheurs ont utilisé une technique de très haute technologie (et très chère), appelée cryo-microscopie électronique, pour en produire une carte 3D à l’échelle de sa structure atomique, c’est-à-dire sa structure moléculaire [voir l’image plus haut].

Une nuance, toutefois : les chercheurs indiquent qu’ils n’ont pu modéliser qu’une partie de la molécule. Mais cette portion pourrait suffire à elle seule, dans l’absolu, à alerter un système immunitaire humain afin qu’il s’en protège. L’équipe de McLellan a d’ailleurs amélioré la stabilité de la structure moléculaire en s’appuyant sur leurs recherches antérieures liées à d’autres coronavirus. À partir de cette bonne base, les chercheurs texans veulent utiliser cette molécule pour sonder et isoler les anticorps produits chez les patients infectés et qui se sont rétablis. En mettant la protéine causant de l’infection avec les bons anticorps capables de la freiner, les chercheurs auraient alors tous les éléments en main pour construire un vaccin et des médicaments ciblés.

Crédit photo de la une : Jason S. McLellan à gauche avec l'un de ses étudiants. (Vivian Abagiu/Univ. of Texas at Austin.)

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