Advanced Photon Source alimente la recherche d’un traitement par anticorps anti-coronavirus largement efficace

Newswise – Les résultats pourraient accélérer le développement de nouveaux antiviraux ou vaccins qui pourraient contrer de nombreuses variantes différentes de coronavirus.

De nouvelles variantes du coronavirus à l’origine de la pandémie de COVID-19 continuent d’émerger. Pour les combattre, les chercheurs mettent tout en œuvre pour trouver de nouvelles thérapies pouvant cibler un large éventail de souches de coronavirus différentes.

Grâce à de nouvelles recherches menées au Laboratoire national d’Argonne du Département américain de l’énergie (DOE), les scientifiques ont identifié une nouvelle classe d’anticorps injectables capables de neutraliser de nombreuses variantes différentes du coronavirus. Cette recherche donne aux scientifiques et aux sociétés pharmaceutiques une longueur d’avance potentielle dans la conception d’un vaccin ou d’un médicament antiviral qui serait largement efficace au fil du temps.

Tous les coronavirus contiennent certaines protéines, appelées protéines de pointe, qu’ils utilisent pour infecter les cellules humaines. Les protéines de pointe elles-mêmes se composent de deux composants distincts. Les scientifiques appellent ces composants protéiques de pointe connectés les sous-unités S1 et S2.

« (Ces parties similaires du coronavirus) permettent la fusion de la membrane cellulaire, ce qui permet au virus de faire ses dégâts. Si ces scientifiques et leurs collaborateurs peuvent trouver un moyen de bloquer l’hélice de la tige, les chercheurs pourraient avoir les racines d’une nouvelle thérapie à grande échelle. — Michael Becker, Laboratoire national d’Argonne

Après que le virus se soit lié à des cellules spécifiques des voies respiratoires, les deux sous-unités se séparent et subissent une grande réorganisation structurelle afin de pénétrer dans nos cellules. Les scientifiques ont cherché des moyens d’inhiber ce processus.

Alors que les vaccins développés par Moderna et Pfizer et d’autres se lient principalement à la sous-unité S1, l’avantage de se concentrer sur la sous-unité S2 est qu’elle est similaire parmi les différentes souches de coronavirus. Cela permet aux chercheurs de cibler des régions particulières dans ce domaine pour jeter les bases d’un vaccin plus largement actif et d’autres traitements.

Dans une étude récente, des scientifiques du Scripps Research Institute en Californie et du laboratoire de Joshua Tan au National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID), qui fait partie des National Institutes of Health, ont identifié 55 anticorps qui lient un ensemble diversifié de protéines de pointe de coronavirus . Beaucoup d’entre eux se sont également avérés efficaces contre le virus. Les scientifiques appellent ces anticorps “largement neutralisants. »

Les anticorps largement neutralisants se lient à une région de la sous-unité S2 appelée l’hélice de la tige, qui se trouve dans une large gamme de coronavirus.

“L’hélice de la tige est la partie du coronavirus qui est similaire dans de nombreuses souches et impliquée dans la façon dont le coronavirus est capable d’infecter nos cellules”, a déclaré le biologiste structural d’Argonne Michael Becker. “Cette partie du virus permet la fusion de la membrane cellulaire, ce qui permet au virus de faire ses dégâts. Si ces scientifiques et leurs collaborateurs peuvent trouver un moyen de bloquer l’hélice de la tige, les chercheurs pourraient avoir les racines d’une nouvelle thérapie à grande échelle.

“Il est plus difficile d’introduire des mutations dans l’hélice de la tige que dans d’autres parties du coronavirus, de sorte que les anticorps qui s’y lient sont” larges “, ce qui signifie qu’ils peuvent se lier à de nombreuses souches différentes”, a déclaré Ian Wilson, professeur Hansen de biologie structurale et président. du département de biologie structurale et computationnelle intégrative de Scripps.

Les chercheurs cherchent à obtenir ou à façonner un ensemble d’anticorps qui sont à la fois neutralisants et larges. Cela signifie qu’ils doivent trouver un anticorps qui se lie très bien aux points faibles vulnérables des virus. “La protéine virale peut devoir subir un changement important de sa structure pour s’adapter à l’anticorps, et l’anticorps peut à son tour déclencher un changement de la protéine virale », a déclaré Meng Yuan, scientifique principal chez Scripps et auteur du étude.

En plus d’extraire les anticorps que l’on trouve chez les patients qui se remettent d’une infection à coronavirus, Wilson et ses collègues ont génétiquement modifié différents anticorps en laboratoire afin d’améliorer la qualité de leur liaison. “Après avoir examiné l’éventail des patients pour évaluer quels anticorps peuvent être découverts à mettre dans notre boîte à outils, nous pouvons également travailler avec des collaborateurs pour retourner au laboratoire pour créer des anticorps ou des vaccins améliorés », a déclaré Wilson.

À Argonne, les chercheurs ont utilisé la ligne de lumière GM / CA de l’Advanced Photon Source du laboratoire, une installation utilisateur du DOE Office of Science pour examiner les structures cristallines de certains des anticorps avec les hélices de tige.

UN papier basé sur l’étude a été publié dans Cell Host and Microbe.

Le travail a été financé par la Division de la recherche intra-muros du NIAID, les Instituts nationaux de la santé, la Fondation Bill et Melinda Gates et par le Bureau des sciences du DOE.

À propos de la source de photons avancée

L’Advanced Photon Source (APS) du US Department of Energy Office of Science au Laboratoire national d’Argonne est l’une des installations de source de lumière à rayons X les plus productives au monde. L’APS fournit des faisceaux de rayons X à haute luminosité à une communauté diversifiée de chercheurs en science des matériaux, en chimie, en physique de la matière condensée, en sciences de la vie et de l’environnement et en recherche appliquée. Ces rayons X sont parfaitement adaptés aux explorations de matériaux et de structures biologiques ; distribution élémentaire; états chimiques, magnétiques, électroniques ; et une large gamme de systèmes d’ingénierie technologiquement importants de batteries aux injecteurs de carburant, qui sont tous les fondements du bien-être économique, technologique et physique de notre nation. Chaque année, plus de 5 000 chercheurs utilisent l’APS pour produire plus de 2 000 publications détaillant des découvertes percutantes et résoudre plus de structures protéiques biologiques vitales que les utilisateurs de toute autre installation de recherche à source lumineuse à rayons X. Les scientifiques et ingénieurs d’APS innovent dans une technologie qui est au cœur de l’avancement des opérations d’accélérateur et de source de lumière. Cela comprend les dispositifs d’insertion qui produisent des rayons X d’une luminosité extrême prisés par les chercheurs, les lentilles qui focalisent les rayons X jusqu’à quelques nanomètres, l’instrumentation qui maximise la façon dont les rayons X interagissent avec les échantillons étudiés et les logiciels qui rassemblent et gère la quantité massive de données résultant de la recherche de découverte à l’APS.

Cette recherche a utilisé les ressources de l’Advanced Photon Source, une installation utilisateur du Bureau des sciences du DOE des États-Unis exploitée pour le Bureau des sciences du DOE par le Laboratoire national d’Argonne sous le contrat n° DE-AC02-06CH11357.

Laboratoire National d’Argonne cherche des solutions aux problèmes nationaux pressants en science et technologie. Premier laboratoire national du pays, Argonne mène des recherches scientifiques fondamentales et appliquées de pointe dans pratiquement toutes les disciplines scientifiques. Les chercheurs d’Argonne travaillent en étroite collaboration avec des chercheurs de centaines d’entreprises, d’universités et d’agences fédérales, étatiques et municipales pour les aider à résoudre leurs problèmes spécifiques, faire progresser le leadership scientifique américain et préparer la nation à un avenir meilleur. Avec des employés de plus de 60 nations, Argonne est dirigée par UChicago Argonne, LLC pour le Bureau des sciences du département américain de l’énergie.

Bureau des sciences du département américain de l’énergie est le plus grand soutien de la recherche fondamentale en sciences physiques aux États-Unis et s’efforce de relever certains des défis les plus urgents de notre époque. Pour plus d’informations, visitez https://​ener​gy​.gov/​s​c​ience.