Crédit : Taylor Gunnels
De nouvelles thérapies pourraient venir à bout des variantes résistantes aux médicaments.
Ils peuvent ressembler à des cellules et agir comme des cellules. Mais un nouveau potentiel COVID-19 traitement est en fait un filou habilement déguisé, qui attire les virus et les lie, les rendant inactifs.
Comme l’évolution constante SRAS-CoV-2 Le virus commence à échapper à des traitements autrefois prometteurs, tels que les thérapies par anticorps monoclonaux, les chercheurs s’intéressent de plus en plus à ces nanoparticules “leurres”. Imitant les cellules ordinaires, les nanoparticules leurres absorbent les virus comme une éponge, les empêchant d’infecter le reste de l’organisme.
Josh Leonard
Dans une nouvelle étude, Université de Northwestern des biologistes de synthèse ont entrepris d’élucider les règles de conception nécessaires pour rendre les nanoparticules leurres efficaces et résistantes à l’échappement viral. Après avoir conçu et testé diverses itérations, les chercheurs ont identifié un large éventail de leurres – tous pouvant être fabriqués à l’aide de différentes méthodes – qui se sont révélés incroyablement efficaces contre le virus original ainsi que contre les variantes mutantes.
En fait, les nanoparticules leurres étaient jusqu’à 50 fois plus efficaces pour inhiber les mutants viraux naturels que les médicaments inhibiteurs traditionnels à base de protéines. Lorsqu’elles ont été testées contre un mutant viral conçu pour résister à de tels traitements, les nanoparticules leurres ont été jusqu’à 1 500 fois plus efficaces pour inhiber l’infection.
Bien que des recherches et des évaluations cliniques supplémentaires soient nécessaires, les chercheurs pensent que les perfusions de nanoparticules leurres pourraient un jour être utilisées pour traiter les patients souffrant d’infections virales graves ou prolongées.
L’étude a été publiée récemment dans le journal Small. Dans cet article, l’équipe a testé des nanoparticules leurres contre le virus parent du SRAS-CoV-2 et cinq variantes (dont bêta, delta, delta-plus et lambda) dans une culture cellulaire.
Neha Kamat
“Nous avons montré que les nanoparticules leurres sont des inhibiteurs efficaces de tous ces différents variants viraux”, a déclaré Joshua Leonard, de Northwestern, coauteur principal de l’étude. “Même les variants qui échappent à d’autres médicaments n’ont pas échappé à nos nanoparticules leurres”.
“Alors que nous menions l’étude, différentes variantes n’ont cessé d’apparaître dans le monde”, a ajouté Neha Kamat, de Northwestern, coauteur principal de l’étude. “Nous avons continué à tester nos leurres contre les nouvelles variantes, et ils ont continué à fonctionner. C’est très efficace”.
Leonard est professeur associé de génie chimique et biologique à la McCormick School of Engineering de Northwestern. Kamat est un professeur adjoint de génie biomédical à McCormick. Tous deux sont des membres clés du Center for Synthetic Biology de Northwestern.
Un rocher évolutif et un endroit difficile
Le virus du SRAS-CoV-2 ayant muté pour créer de nouvelles variantes, certains traitements sont devenus moins efficaces pour combattre le virus en constante évolution. Le mois dernier encorela Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis a mis en pause plusieurs traitements par anticorps monoclonaux, par exemple, en raison de leur échec contre la sous-variante BA.2 omicron.
Mais même lorsque les traitements échouent, les nanoparticules leurres de la nouvelle étude n’ont jamais perdu leur efficacité. Selon Leonard, cela est dû au fait que les leurres placent le SRAS-CoV-2 “entre le marteau et l’enclume”.
Le SRAS-CoV-2 infecte les cellules humaines en liant sa fameuse protéine spike au récepteur humain de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2). Protéine présente à la surface des cellules, l’ACE2 constitue un point d’entrée pour le virus.
“Nous avons continué à tester nos leurres contre les nouvelles variantes, et ils ont continué à fonctionner.”
– Neha Kamat
Pour concevoir des nanoparticules leurres, l’équipe du Northwestern a utilisé des particules de taille nanométrique (vésicules extracellulaires) naturellement libérées par tous les types de cellules. Ils ont modifié les cellules produisant ces particules pour qu’elles surexpriment le gène de l’ACE2, ce qui a entraîné la présence de nombreux récepteurs de l’ACE2 à la surface des particules. Lorsque le virus est entré en contact avec le leurre, il s’est lié étroitement à ces récepteurs plutôt qu’aux cellules réelles, ce qui l’a rendu incapable d’infecter les cellules.
“Pour que le virus entre dans une cellule, il doit se lier au récepteur ACE2”, a déclaré Leonard. “Les nanoparticules leurres représentent un défi évolutif pour le SRAS-CoV-2. Le virus devrait trouver un moyen entièrement différent de pénétrer dans les cellules pour ne pas avoir à utiliser les récepteurs ACE2. Il n’y a pas d’échappatoire évolutive évidente.”
Futuravantages
En plus d’être efficaces contre les virus résistants aux médicaments, les nanoparticules leurres présentent plusieurs autres avantages. Comme il s’agit de matériaux biologiques (plutôt que synthétiques), les nanoparticules sont moins susceptibles de susciter une réponse immunitaire, qui provoque une inflammation et peut nuire à l’efficacité du médicament. Elles présentent également une faible toxicité, ce qui les rend particulièrement bien adaptées à une administration prolongée ou répétée pour le traitement de patients gravement malades.
Lorsque la pandémie de COVID-19 a commencé, les chercheurs et les cliniciens ont constaté un décalage troublant entre la découverte du virus et le développement de nouveaux médicaments pour le traiter. Pour la prochaine pandémie, les nanoparticules leurres pourraient fournir un traitement rapide et efficace avant la mise au point de vaccins.
“La stratégie du leurre est l’une des choses les plus immédiates que vous pouvez essayer”, a déclaré Leonard. “Dès que vous connaissez le récepteur que le virus utilise, vous pouvez commencer à construire des particules leurres avec ces récepteurs. Nous pourrions potentiellement accélérer une approche comme celle-ci pour réduire les maladies graves et les décès dans les premiers stades cruciaux des futures pandémies virales.”
Référence : “Elucidating Design Principles for Engineering Cell-Derived Vesicles to Inhibit SARS-CoV-2 Infection” par Taylor F. Gunnels, Devin M. Stranford, Roxana E. Mitrut, Neha P. Kamat et Joshua N. Leonard, 7 avril 2022, Petit.
DOI : 10.1002/smll.202200125
Cette étude a été soutenue par la National Science Foundation (numéros de subvention 1844219 et 1844336) et un don de Kairos Ventures.
