L’équipe du lauréat du prix Nobel de chimie 2024 crée de nouvelles protéines qui neutralisent les toxines mortelles du venin de serpent
Le lauréat du prix Nobel de chimie de cette année a révélé un potentiel révolutionnaire dans le traitement des morsures de serpent. Les chercheurs ont utilisé l’intelligence artificielle (IA) pour modéliser de nouvelles protéines efficaces contre les toxines mortelles trouvées dans le venin. Ces travaux offrent des alternatives potentiellement plus sûres et plus efficaces aux antivenins actuels.
David Boulanger de l’École de médecine de l’Université de Washington (UW) et lauréat du prix Nobel de chimie de cette année, aux côtés de Timothy Patrick Jenkins de l’Université technique du Danemark (DTU) a utilisé des outils d’apprentissage en profondeur pour concevoir de nouvelles protéines qui se lient aux toxines présentes dans les cobras et les neutralisent.
Actuellement, les seuls antivenins disponibles pour traiter les morsures de serpent sont dérivés du plasma animal et entraînent souvent des coûts élevés, une efficacité limitée et des effets secondaires indésirables.
Les venins diffèrent également selon les espèces de serpents, nécessitant des traitements personnalisés pour la variété d’Ophidia trouvée dans des régions spécifiques du monde.
Bien qu’elles ne protègent pas encore contre le venin de serpent complet – qui est un mélange complexe de différentes toxines propres à chaque espèce de serpent – il a été démontré que les molécules générées par l’IA offrent aux souris une protection complète contre les doses mortelles de ce qu’on appelle “toxines à trois doigts‘ avec un taux de survie de 80 à 100 % ; en fonction de la dose, de la toxine et de la protéine conçue.
La recherche a démontré que la conception de protéines accélérées par l’IA peut être utilisée pour neutraliser chez l’homme des protéines nocives qui, autrement, se seraient révélées difficiles à combattre pour le système humain.
L’équipe a estimé que la création de protéines qui adhèrent aux toxines des serpents et les désactivent pourrait créer plusieurs avantages par rapport aux traitements traditionnels. Les nouvelles antitoxines peuvent être fabriquées à l’aide de microbes, contournant ainsi l’immunisation traditionnelle des animaux, avec le potentiel de réduire les coûts de production commerciale.
“La conception des protéines contribuera à rendre les traitements contre les morsures de serpent plus accessibles aux habitants des pays en développement”, a déclaré Susana Vazquez Torres, auteur principal de l’étude et chercheuse au laboratoire Baker du Institut pour la conception de protéines à l’UW Medicine.
« Les antitoxines que nous avons créées sont faciles à découvrir en utilisant uniquement des méthodes informatiques. Ils sont également peu coûteux à produire et robustes lors des tests en laboratoire », a ajouté Baker.
Il existe d’autres avantages, a expliqué Timothy Patrick Jenkins, professeur agrégé à DTU Bio-ingénierie: « Le résultat le plus remarquable est l’impressionnante protection neurotoxine qu’ils confèrent aux souris. Cependant, un avantage supplémentaire de ces protéines conçues est qu’elles sont petites – si petites, en fait, que nous nous attendons à ce qu’elles pénètrent mieux dans les tissus et potentiellement neutralisent les toxines plus rapidement que les anticorps actuels.
“Et comme les protéines ont été entièrement créées sur ordinateur à l’aide d’un logiciel basé sur l’IA, nous avons considérablement réduit le temps passé dans la phase de découverte”, a-t-il conclu.
Selon l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS), les morsures de serpents venimeux touchent entre 1,8 et 2,7 millions de personnes chaque année, entraînant environ 100 000 décès par an. De nombreux survivants souffrent d’un handicap permanent, pouvant inclure la perte de membres, la plupart des blessures se produisant en Afrique, en Asie et en Amérique latine, où des systèmes de santé plus faibles peuvent aggraver le problème.
Selon les scientifiques, l’approche de développement de médicaments décrite dans cette étude pourrait également être utile pour de nombreuses autres maladies pour lesquelles aucun traitement n’existe aujourd’hui, notamment certaines infections virales. Étant donné que la conception de protéines nécessite généralement moins de ressources que les méthodes traditionnelles de découverte de médicaments en laboratoire, il existe également le potentiel de générer de nouveaux médicaments moins coûteux pour des maladies plus courantes en utilisant une approche similaire.
Bien que ces résultats soient encourageants, l’équipe souligne que les antivenins traditionnels resteront la pierre angulaire du traitement des morsures de serpent dans un avenir prévisible. Les nouvelles antitoxines conçues par ordinateur pourraient dans un premier temps devenir des suppléments ou des agents fortifiants qui améliorent l’efficacité des traitements existants jusqu’à ce que des thérapies autonomes de nouvelle génération soient approuvées.
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