Ils utilisent des légumes pour créer des nanoparticules contre le coronavirus COVID-19

Les scientifiques ont réussi à utiliser les plantes comme biousines pour produire des nanoparticules qui servent de vecteurs de médicaments.

Plus précisément, ils ont créé des nanoparticules contenant de petits anticorps monoclonaux à chaîne unique (nanobodies) qui agissent contre la protéine qui enveloppe le coronavirus SARS-CoV-2. Ces nanoparticules pourraient être utilisées comme réactifs dans des tests de diagnostic et, après évaluation, comme médicament pour neutraliser l’infection virale.

La réalisation est l’œuvre d’une équipe de l’Institut de Biologie Moléculaire et Cellulaire des Plantes (IBMCP), un centre commun du Conseil Supérieur de la Recherche Scientifique (CSIC) et de l’UPV (Universitat Politècnica de València), en collaboration avec l’Institut de Biologie Intégrative des Systèmes (I2SySBio), du CSIC et de l’UV (Universitat de València).

Le groupe de recherche dirigé par José Antonio Darós de l’IBMCP a utilisé des plantes de l’espèce Nicotiana benthamiana pour produire des nanoparticules recouvertes de petits anticorps monoclonaux à chaîne unique, également appelés nanocorps. Les anticorps sont des molécules essentielles du système immunitaire, capables de se lier à toute structure étrangère pour lancer d’autres mécanismes détruisant des éléments potentiellement dangereux pour l’organisme (virus, bactéries, cellules tumorales…). Plus précisément, les nanocorps obtenus dans ce travail agissent contre la protéine S du SARS-CoV-2, la clé qui permet au coronavirus d’infecter les cellules.

L’obtention de médicaments à partir de plantes remonte à l’aube de l’humanité. Aujourd’hui, le processus est modifié, transformant les plantes en usines pour produire des composés intéressants. “De la même manière qu’un composé produit naturellement par une plante peut être extrait, nous induisons la production de la molécule souhaitée, en l’occurrence des nanoparticules recouvertes de nanocorps”, explique José Antonio Darós, professeur-chercheur au CSIC de l’IBMCP. Pour ce faire, ils utilisent la capacité des virus à infecter les plantes de manière rapide et systémique, en insérant dans le génome du virus le gène qui code pour l’anticorps qu’ils souhaitent produire.

« Au lieu de produire ces nanocorps sous forme de molécules individuelles, nous développons dans ce projet la production de nanoparticules, des structures moléculaires dont l’échelle est nanométrique, qui servent de support à la présentation desdits anticorps », révèle Darós. La nanoparticule qu’ils utilisent est la particule virale elle-même, dont la protéine structurale est fusionnée à un anticorps. « De cette façon, lorsque ces protéines structurales s’auto-assemblent, nous obtenons des macromolécules multivalentes, qui possèdent des centaines de répétitions de l’anticorps en question », décrit-il. Cela augmente sa capacité d’action, puisque « les nanocorps multivalents font preuve d’une plus grande avidité envers leur cible et sont donc plus puissants pour la neutraliser ».

Fernando Merwaiss, chercheur à l’IBCP. (Photo : UPV)

Avantages de l’utilisation des plantes comme biousines

Ce système de production de nanoparticules multivalentes dans des biousines végétales pourrait être utilisé pour produire n’importe quel nanocorps d’intérêt, affirment les chercheurs. « En particulier, les nanoparticules développées dans ce travail pourraient être utilisées comme réactifs dans des tests de diagnostic des coronavirus, tels que les bandelettes de test largement commercialisées. Dans une étape ultérieure, leur capacité à être également utilisée comme agents thérapeutiques capables d’inhiber la propagation virale pourrait être évaluée », commente Fernando Merwaiss, chercheur postdoctoral à l’IBMCP et co-auteur principal de l’étude.

Concernant les avantages de l’utilisation des plantes comme biousines pour générer des composés d’intérêt pharmacologique, outre le faible coût de production (les plantes n’ont besoin que de la lumière du soleil, de l’eau, du dioxyde de carbone et de certains nutriments inorganiques pour se développer), “elle présente d’autres avantages tels que l’improbabilité de la contamination. avec des agents pathogènes humains, la facilité de mise à l’échelle de la production et la capacité d’effectuer des modifications post-traductionnelles similaires à celles des cellules de mammifères », souligne Merwaiss. De plus, la méthode développée par l’équipe IBMCP et I2SysBio ajoute la possibilité de produire des centaines de nanocorps regroupés dans une même macromolécule multivalente, ce qui augmente considérablement leur capacité d’action.

L’étude est intitulée « Les nanoparticules dérivées de virus végétaux décorées avec des nanocorps du SRAS-CoV-2 génétiquement codés présentent une activité neutralisante améliorée. » Et il a été publié dans la revue académique Plant Biotechnology Journal. (Source : Isidoro García Cano / CSIC)