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L’une des caractéristiques du Covid-19 est la réponse immunitaire excessive qui peut se produire dans les cas graves. Cet excès de réaction immunitaire, également appelé « tempête de cytokines », endommage les poumons et peut être fatal. Une équipe de chercheurs du MIT a mis au point des protéines spécialisées, dont la structure est similaire à celle des anticorps, qui, selon eux, pourraient absorber ces cytokines excessives.
« L’idée est qu’elles peuvent être injectées dans le corps et se lier aux cytokines en excès telles que celles générées par la tempête de cytokines, éliminant les cytokines en excès et atténuant les symptômes de l’infection », explique Rui Qing, un chercheur du MIT qui est l’un des principaux auteurs de cette étude.

Une éponge moléculaire

Les travaux des chercheurs sur le blocage des tempêtes de cytokines sont issus d’un projet que Zhang, le chercheur principal dans le MIT Media Lab’s Laboratory of Molecular Architecture, a commencé il y a 10 ans pour développer des versions modifiées de protéines incorporées dans les membranes. Ces protéines sont généralement difficiles à étudier car une fois extraites de la membrane cellulaire, elles ne conservent leur structure que si elles sont mises en suspension dans des types de détergents spéciaux.
Après avoir travaillé sur ce problème pendant plusieurs années, Zhang et Qing ont mis au point une méthode pour modifier les régions hydrophobes de ces protéines, les rendant solubles dans l’eau et beaucoup plus faciles à étudier. Leur méthode, appelée code QTY, prévoit le remplacement de certains acides aminés hydrophobes par des acides aminés hydrophiles ayant des structures similaires. La leucine est convertie en glutamine, l’isoleucine et la valine sont converties en thréonine, et la phénylalanine est convertie en tyrosine.
Après le développement du code QTY, Jin a approché le laboratoire de Zhang avec l’idée de concevoir des versions hydrosolubles des protéines connues sous le nom de récepteurs de cytokines. Ces récepteurs se trouvent à la surface des cellules immunitaires, où ils se lient aux cytokines – des protéines de signalisation qui stimulent l’inflammation et d’autres réponses immunitaires.

Fabriquer des versions hydrosolubles

En avril 2019, l’équipe de Zhang a entrepris de concevoir des protéines qui pourraient absorber ces cytokines excédentaires comme une éponge. Pour ce faire, ils ont utilisé le code QTY pour fabriquer des versions hydrosolubles des récepteurs de cytokines. Lorsque ces protéines sont solubles dans l’eau, elles peuvent se déplacer efficacement dans le sang humain.
Les chercheurs ont conçu des protéines qui imitent six récepteurs de cytokines différents, qui peuvent se lier à des cytokines telles que l’interféron et l’interleukine, ainsi qu’à une classe de cytokines appelées chimiokines. Lors de tests en laboratoire sur la force de liaison des protéines, les chercheurs ont découvert que leurs protéines modifiées étaient capables de se lier aux cytokines avec une force similaire à celle des récepteurs de cytokines naturels.
« Les récepteurs de cytokines que nous avons conçus absorberont la majorité des cytokines excessives qui sont libérées pendant la tempête de cytokines », explique M. Jin, PDG et président d’Avalon GloboCare et auteur de cette étude.

Collaborer avec des entreprises pharmaceutiques

En mars, lorsque des données ont commencé à suggérer que le virus du SRAS-CoV-2 provoquait des tempêtes de cytokines chez certains patients, les chercheurs ont réalisé que les protéines réceptrices qu’ils avaient conçues pourraient être utiles. Ils ont décidé de publier rapidement les résultats qu’ils ont obtenus jusqu’à présent, et ils prévoient maintenant de faire des tests supplémentaires sur des cellules humaines et sur des modèles animaux d’infection par le Covid-19.
Les chercheurs ont déposé des brevets sur les protéines qu’ils ont conçues, ainsi que sur leur approche globale de la création de récepteurs de cytokines hydrosolubles. Ils espèrent obtenir rapidement une licence pour cette technologie et collaborer avec des entreprises pharmaceutiques et biotechnologiques qui pourront les aider à passer aux essais cliniques.

Des études cliniques sur l’homme

« Il est évident que cette approche nécessitera d’autres études sur les animaux, et potentiellement des études cliniques sur l’homme », déclare M. Jin. « Mais nous sommes convaincus que cette découverte contribuera à des applications cliniques pour lutter contre les maladies virales qui impliquent des tempêtes de cytokines ».
Cette recherche a été publiée dans QRB Discovery.
Source : MIT
Crédit photo : Pixabay

COVID-19 : des protéines contre les tempêtes de cytokinesmartinbiothechnologie
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