En concevant un petit morceau de protéine, ou peptide, qui peut empêcher l’attachement des virus parainfluenza humains aux cellules, les chercheurs ont amélioré une méthode dans des modèles de rongeurs destinés à aider les enfants à rester en bonne santé.



Les virus parainfluenza humains, ou HPIV, sont la principale trigger d’infections respiratoires infantiles, responsables de 30% à 40% des maladies comme le croup et la pneumonie. Les virus affectent également les personnes âgées et les personnes dont le système immunitaire est affaibli.

Pour rendre les gens malades, les HPIV doivent s’accrocher aux cellules et injecter leur matériel génétique pour commencer à fabriquer de nouveaux virus. HPIV3 est le moreover répandu parmi ces virus. Il n’existe actuellement aucun vaccin ni antiviraux approuvés pour l’infection par le HPIV3 chez l’homme.



Dans une étude menée par le laboratoire Sam Gellman du département de chimie de l’Université du Wisconsin-Madison et le laboratoire d’Anne Moscona et Matteo Porotto de l’Université Columbia, les chercheurs se sont appuyés sur des années de travail sur les traitements peptidiques pour en générer un capable de bloquer le Processus d’attachement HPIV3.

Les scientifiques développent un meilleur moyen de bloquer les virus qui causent des infections respiratoires chez les enfants

Les chercheurs ont publié leurs résultats le 7 avril dans le Journal of the American Chemical Society.

Pour pénétrer dans les cellules hôtes, les HPIV utilisent des protéines de fusion spécialisées qui ressemblent à trois tire-bouchons placés côte à côte. Des travaux antérieurs du laboratoire Moscona-Porotto ont montré que les scientifiques pouvaient une partie partielle de cette protéine de tire-bouchon du HPIV3, introduire ce peptide dans le virus et empêcher le tire-bouchon de conduire le processus d’infection. Le peptide, lui-même un tire-bouchon, se ferme essentiellement avec les tire-bouchons du virus, créant un faisceau serré de six formes de tire-bouchon.

Le nouveau peptide persiste in addition longtemps dans l’organisme, ce qui le rend approximativement trois fois furthermore efficace pour bloquer l’infection chez les modèles de rongeurs de la maladie que la forme originale.

L’équipe de recherche a commencé par essayer de concevoir le peptide original pour qu’il soit additionally résistant aux enzymes de digestion des protéines dans le corps, qui peuvent facilement déchiqueter les protéines et les rendre inutiles. Ainsi, le laboratoire Gellman s’est tourné vers des blocs de construction inhabituels pour créer un peptide as well as résistant.

Les cellules construisent des protéines à partir d’acides alpha-aminés. Mais les chimistes peuvent créer des acides aminés bêta, qui sont similaires mais ont un atome de carbone supplémentaire. Lorsque les peptides utilisent ces blocs de construction d’acides bêta-aminés, ils prennent souvent une forme différente en raison de l’atome supplémentaire. Cela peut aider un peptide à se cacher des enzymes de digestion des protéines et à survivre plus longtemps.

Cependant, les chercheurs savaient également que si la forme du peptide changeait trop en raison de ces éléments de building inhabituels, ils pourraient ne pas se verrouiller avec la protéine de fusion de tire-bouchon du HPIV.

C’est là que les décennies d’expérience du laboratoire Gellman dans les exams et la modification des peptides contenant des acides bêta-aminés sont devenues essentielles.

Ainsi, nous (savions que nous) ne pouvons modifier que les résidus qui ne sont pas directement impliqués dans la liaison de la protéine virale », explique Victor Outlaw, chercheur postdoctoral dans le laboratoire et l’un des co-premiers auteurs du rapport. Lors de checks en laboratoire, ils ont constaté que le peptide soigneusement modifié se liait toujours fortement à la protéine du virus.

Dans une autre amélioration lancée par le laboratoire Moscona-Porotto, les scientifiques ont accroché le peptide à une molécule de cholestérol. Cet ajout gras aide le peptide à glisser dans la membrane cellulaire grasse, où il peut le mieux bloquer le virus.

« Notre hypothèse était que la combinaison d’acides bêta-aminés et de cholestérol augmenterait l’efficacité antivirale », explique Outlaw, qui a expliqué que le cholestérol aidait à amener le peptide là où il devait aller, tandis que le changement de forme par rapport aux acides bêta-aminés permettait le peptide persiste plus longtemps dans le corps.

Comme l’espérait l’équipe de recherche, lorsqu’ils ont donné le nouveau peptide à des rats de coton, il a duré beaucoup furthermore longtemps dans les poumons que la variation précédente, grâce à sa résistance à la digestion par les enzymes. Le peptide a été administré dans le nez des rats.

Pour tester l’efficacité du peptide pour prévenir l’infection, les rats cotonniers ont reçu le nouveau peptide avant d’être exposés à HPIV3. Par rapport aux animaux n’ayant reçu aucun peptide antiviral, ceux ayant reçu le peptide amélioré avaient 10 fois moins de virus dans leurs poumons.

Et comparé au peptide qui était in addition practical aux enzymes, le peptide moreover résistant a réduit la demand virale d’environ trois fois, ce qui suggère que la capacité du nouveau peptide à éviter la digestion dans le corps l’aide à mieux bloquer l’infection.

Bien que l’approche n’ait pas encore été testée chez l’homme et que les chercheurs doivent affiner et tester davantage le système, elle fournit une nouvelle stratégie pour potentiellement prévenir ou traiter ces infections courantes.

La collaboration de recherche cherche maintenant à fabriquer des peptides de deuxième génération qui durent encore in addition longtemps dans le corps. Ils veulent également tester la capacité du peptide modifié à bloquer l’infection par des virus apparentés. Cette recherche supplémentaire pourrait rapprocher le traitement peptidique des essais cliniques.

« Ce fut un rassemblement très chanceux de groupes qui avaient des besoins et des capacités complémentaires », dit Gellman. « Ce fut vraiment un grand effort and hard work conjoint. »

Ce travail a été soutenu par les Countrywide Institutes of Health and fitness (subventions R01AI114736, R01 GM056414, F32 GM122263 et T32 GM008349.)