Des scientifiques de la faculté de médecine de Harvard et de la faculté de médecine Chobanian et Avedisian de l’université de Boston ont cartographié un composant essentiel du virus Nipah, un agent pathogène hautement mortel transmis par les chauves-souris qui provoque des épidémies chez l’homme presque chaque année depuis son identification en 1999.
L’avancée, décrite le 20 janvier dans Cellulerapproche les scientifiques du développement de médicaments indispensables. Actuellement, il n’existe aucun vaccin pour prévenir ou atténuer l’infection par le virus Nipah ni aucun traitement efficace contre la maladie autre que les soins de soutien.
Le virus, hébergé par les chauves-souris frugivores, peut être transmis aux porcs et aux humains. Il peut également infecter les personnes par le biais d’aliments contaminés et se propager directement d’une personne à l’autre via les gouttelettes libérées lors de la toux. L’Organisation mondiale de la santé a déclaré le virus Nipah comme agent pathogène prioritaire, une désignation donnée aux organismes susceptibles de provoquer de graves épidémies et nécessitant des recherches urgentes pour éclairer les stratégies de prévention et de traitement.
Selon les chercheurs, le virus Nipah a le potentiel de déclencher une pandémie, car il peut se propager via des gouttelettes en suspension dans l’air et des sécrétions respiratoires. De plus, notent les chercheurs, les preuves suggèrent que certaines personnes infectées qui développent des symptômes plus légers et non spécifiques peuvent toujours transmettre le virus.
Dans les cas graves, l’infection peut provoquer de graves maladies respiratoires et une encéphalite, une forme d’inflammation cérébrale pouvant entraîner des déficits neurologiques dévastateurs et la mort. Le virus tue entre 40 et 75 pour cent des personnes infectées, selon les estimations des Centers for Disease Control and Prevention. À titre de comparaison, le virus Ebola tue entre 25 et 90 pour cent des personnes infectées lors des épidémies précédentes, avec un taux de mortalité moyen de 50 pour cent.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs se sont concentrés sur une partie de la machinerie virale appelée complexe viral polymérase, un groupe de protéines que le virus utilise pour copier son matériel génétique, se propager et infecter les cellules. Le travail fournit une image tridimensionnelle détaillée de la polymérase du virus et de ses principales caractéristiques. Comprendre la structure et le comportement de cet élément essentiel de la machinerie virale éclaire la façon dont l’agent pathogène se multiplie à l’intérieur de ses hôtes.
Jusqu’à présent, la structure et la fonction de la polymérase du virus Nipah restaient mal comprises, ont indiqué les chercheurs, avertissant que des recherches supplémentaires seraient nécessaires pour bien comprendre comment la polymérase produit les différents types de matériel génétique qui permettent au virus de se multiplier.
Néanmoins, a déclaré l’équipe, démêler cette partie de l’appareil viral est la première étape cruciale vers le profilage du fonctionnement interne d’un virus qui constitue une menace sérieuse.
“Identifier comment la polymérase est régulée pour activer et désactiver les différentes activités enzymatiques nécessaires à la réplication virale changerait la donne, et cette étude représente une étape clé vers cet objectif”, a déclaré l’auteure co-correspondante de l’étude, Rachel Fearns, Chaire et professeur Ernest Barsamian de virologie, d’immunologie et de microbiologie à la faculté de médecine Chobanian & Avedisian de l’université de Boston.
La découverte de la structure moléculaire du complexe viral polymérase constitue une base qui peut éclairer la conception de traitements.
“Cette nouvelle compréhension peut nous aider à identifier les propriétés fonctionnelles de la structure de la polymérase qui pourraient être exploitées comme cibles médicamenteuses”, a déclaré l’auteur co-correspondant Jonathan Abraham, professeur agrégé de microbiologie à la Harvard Medical School et chercheur au Howard Hughes Medical Institute.
Une fois que les chercheurs ont déterminé la structure de l’enzyme, ils ont examiné de plus près comment les différentes parties de l’enzyme affectent les différentes fonctions qu’elle remplit. Comprendre les rôles de ces différentes parties et la manière dont elles peuvent adopter différentes positions offre des indices essentiels sur la manière de bloquer la prolifération du virus.
Les chercheurs ont mené les expériences de deux manières différentes. Tout d’abord, ils ont purifié la polymérase et déterminé sa structure à l’aide de la microscopie cryoélectronique, une technique qui permet aux scientifiques de visualiser la structure d’échantillons biologiques à l’échelle de molécules individuelles. Deuxièmement, ils ont induit des mutations dans la polymérase, puis ont observé comment la polymérase mutée se comportait dans les cellules pour comprendre comment ces mutations affectaient sa fonction.
“En élucidant à la fois les caractéristiques uniques et communes des polymérases du virus Nipah par rapport à d’autres polymérases virales, notre étude fournit des informations essentielles qui pourraient potentiellement éclairer le développement d’antiviraux à large spectre”, a déclaré Heesu Kim, co-premier auteur de l’étude. chercheur au Fearns Lab.
Pour comprendre pourquoi ce candidat médicament est inefficace contre le virus Nipah, les chercheurs ont mené diverses études de simulation pour voir si certaines modifications structurelles de la polymérase virale amélioreraient la capacité du médicament à s’accrocher au virus. Les chercheurs ont identifié une partie spécifique de la polymérase virale qui pourrait devenir une cible médicamenteuse. Cela peut à son tour éclairer la conception d’inhibiteurs à petites molécules qui perturbent la polymérase virale et rendent le virus Nipah sensible au traitement.
“Nous espérons que nos résultats susciteront l’intérêt et stimuleront des recherches supplémentaires par d’autres, permettant ainsi de nouvelles connaissances sur un agent pathogène mortel”, a déclaré Side Hu, co-premier auteur de l’étude et chercheur postdoctoral au laboratoire Abraham. “En effet, nous étions ravis de voir d’autres groupes partager ouvertement leurs données, tout comme nous l’avons fait, et contribuer à faire avancer le domaine.”
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