2023-07-17 18:27:18
Utiliser les mécanismes des virus pour se soigner : c’est l’un des objectifs des nouveaux traitements médicaux personnalisés. Cependant, de nombreux défis restent à relever pour faire de ces traitements une réalité quotidienne. Aujourd’hui, un groupe international de scientifiques vient de franchir une étape supplémentaire : ils sont parvenus à créer un « modèle », comme une sorte d’« origami d’ADN », pour contrôler la manière dont les virus sont assemblés. Les conclusions viennent d’être publiées dans ‘Nanotechnologie de la nature‘.
De manière très simplifiée, les virus sont de l’ADN ou de l’ARN (génome) encapsulé dans une enveloppe protectrice constituée de protéines (capside). N’ayant pas de mécanismes pour se répliquer, ils ont besoin d’utiliser ceux de la cellule qu’ils infectent et qui leur fournit le substrat, l’énergie et la machinerie nécessaire. Une fois attachés à eux, ils libèrent leur génome, se répliquent et assemblent leur progéniture.
Jusqu’à présent, des tentatives ont été faites pour modifier l’ADN de virus humains naturels, tels que les lentivirus, pour des traitements chez les animaux ; cependant, les capacités de gestion étaient limitées ou présentaient des problèmes de sécurité. Une deuxième voie s’est alors ouverte : tirer parti de ces mécanismes mais créer des virus artificiels (appelés vecteurs viraux artificiels) pour véhiculer l’information génétique.
Programmation de l’ADN pour se replier
Cette nouvelle méthode est capable de contrôler la façon dont les virus sont assemblés en différentes formes, comme l’origami (l’ancienne technique japonaise de création de formes en pliant du papier). “Nous avons pu contrôler la forme, la taille et la topologie de la protéine virale en utilisant des nanostructures d’origami d’ADN définies par l’utilisateur comme plates-formes de liaison et d’assemblage, qui étaient intégrées dans la capside”, explique Frank Sainsbury, l’un des auteurs de l’étude.
Applicabilité du revêtement de capside sur des structures d’épaisseur et de forme différentes
Sainsbury le compare également à l’emballage d’un cadeau : les protéines virales sont déposées sur ces nanostructures d’ADN qui ont été préalablement programmées pour prendre une forme ou une autre. “De plus, les revêtements protéiques du virus pourraient protéger l’origami d’ADN encapsulé de la dégradation.” C’est-à-dire pour servir de couche protectrice pour le matériel génétique qu’il conserve à l’intérieur et qui est la clé des futurs traitements, y compris les nouveaux vaccins et les systèmes d’administration de médicaments.
“Jusqu’à présent, les outils permettant de contrôler le processus d’assemblage de manière programmable n’étaient pas très efficaces”, explique Donna McNeale, également auteur de l’étude. “Mais de plus, notre approche ne se limite pas non plus à un seul type d’unité de protéine de capside virale et peut également être appliquée aux structures d’origami ARN-ADN.”
Les prochaines étapes consisteront à comprendre comment différents virus s’auto-assemblent (car ils ne le font pas tous de la même manière) et comment cela pourrait être utilisé pour encapsuler différentes charges utiles. Cela permettra de concevoir et de modifier davantage de particules de type virus (vecteurs viraux) pour une variété d’utilisations.
“Avec l’énorme espace de conception qui existe entre les virus qui pourraient être utilisés comme porteurs, il y a encore beaucoup à apprendre de leur étude. Nous continuerons à repousser les limites de la manière dont les particules de type viral peuvent être assemblées et de ce que l’on peut apprendre de leur utilisation comme vecteurs de médicaments, de vaccins et de réacteurs biochimiques », déclare Sainsbury.
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