La plupart des infections bactériennes peuvent être traitées avec des antibiotiques tels que la pénicilline, découvert il y a des décennies. Cependant, ces médicaments sont inutiles contre les infections virales, y compris la grippe, le rhume et les fièvres hémorragiques mortelles telles que le virus Ebola.
Maintenant, dans un développement qui pourrait transformer la façon dont les infections virales sont traitées, une équipe de chercheurs du laboratoire Lincoln du MIT a conçu un médicament capable d’identifier les cellules infectées par n’importe quel type de virus, puis de tuer ces cellules pour mettre fin à l’infection.
Les images au microscope ci-dessus montrent que DRACO traite avec succès les infections virales. Dans l’ensemble de quatre photos de gauche, le rhinovirus (le virus du rhume) tue les cellules humaines non traitées (en bas à gauche), tandis que le DRACO n’a aucune toxicité dans les cellules non infectées (en haut à droite) et guérit une population de cellules infectées (en bas à droite). De même, dans la série de quatre photos de droite, le virus de la dengue hémorragique tue les cellules de singe non traitées (en bas à gauche), alors que le DRACO n’a aucune toxicité dans les cellules non infectées (en haut à droite) et guérit une population de cellules infectées (en bas à droite). | Agrandir l’image
Dans un article publié le 27 juillet dans la revue PLoS One, les chercheurs ont testé leur médicament contre 15 virus et ont constaté qu’il était efficace contre tous — y compris les rhinovirus qui causent le rhume, la grippe H1N1, un virus de l’estomac, un virus de la poliomyélite, la dengue et plusieurs autres types de fièvre hémorragique.
Le médicament agit en ciblant un type d’ARN produit uniquement dans des cellules infectées par des virus. ”En théorie, cela devrait fonctionner contre tous les virus », explique Todd Rider, un scientifique principal du groupe des technologies chimiques, biologiques et nanométriques du Laboratoire Lincoln qui a inventé la nouvelle technologie.
Parce que la technologie est à large spectre, elle pourrait également être utilisée pour lutter contre les épidémies de nouveaux virus, telles que l’épidémie de SRAS (syndrome respiratoire aigu sévère) de 2003, dit Rider.
Les autres membres de l’équipe de recherche sont Scott Wick, Christina Zook, Tara Boettcher, Jennifer Pancoast et Benjamin Zusman.
Peu d’antiviraux disponibles
Rider a eu l’idée de développer une thérapie antivirale à large spectre il y a environ 11 ans, après avoir inventé CANARY (Analyse Cellulaire et Notification des Risques et Rendements Antigéniques), un biocapteur capable d’identifier rapidement les agents pathogènes. « Si vous détectez une bactérie pathogène dans l’environnement, il y a probablement un antibiotique qui pourrait être utilisé pour traiter une personne exposée à cela, mais j’ai réalisé qu’il existe très peu de traitements contre les virus”, dit-il.
Il existe une poignée de médicaments qui combattent des virus spécifiques, tels que les inhibiteurs de protéase utilisés pour contrôler l’infection par le VIH, mais ceux-ci sont relativement peu nombreux et sensibles à la résistance virale.
Rider s’est inspiré pour ses agents thérapeutiques, baptisés DRACOs (Oligomérisateurs de Caspases activés par ARN Double brin), des systèmes de défense des cellules vivantes.
Lorsque des virus infectent une cellule, ils prennent en charge sa machinerie cellulaire pour leur propre usage — c’est-à-dire créer plus de copies du virus. Au cours de ce processus, les virus créent de longues chaînes d’ARN double brin (ARND), qui ne se trouve pas dans les cellules humaines ou autres cellules animales.
Dans le cadre de leurs défenses naturelles contre l’infection virale, les cellules humaines ont des protéines qui se verrouillent sur l’ARND, déclenchant une cascade de réactions qui empêchent le virus de se répliquer. Cependant, de nombreux virus peuvent déjouer ce système en bloquant l’une des étapes plus bas dans la cascade.
Rider a eu l’idée de combiner une protéine se liant au dsRNA avec une autre protéine qui induit des cellules à subir une apoptose (suicide cellulaire programmé) – lancée, par exemple, lorsqu’une cellule détermine qu’elle est en voie de devenir cancéreuse. Par conséquent, lorsqu’une extrémité du DRACO se lie au dsRNA, elle signale à l’autre extrémité du DRACO d’initier le suicide cellulaire.
Combiner ces deux éléments est une « excellente idée” et une approche très nouvelle, explique Karla Kirkegaard, professeure de microbiologie et d’immunologie à l’Université de Stanford. « Les virus sont assez bons pour développer une résistance aux choses que nous essayons contre eux, mais dans ce cas, il est difficile de penser à une voie simple vers la résistance aux médicaments”, dit-elle.
Chaque DRACO comprend également une « étiquette d’administration », tirée de protéines naturelles, qui lui permet de traverser les membranes cellulaires et d’entrer dans n’importe quelle cellule humaine ou animale. Cependant, si aucun dsRNA n’est présent, DRACO quitte la cellule indemne.
La plupart des tests rapportés dans cette étude ont été effectués sur des cellules humaines et animales cultivées en laboratoire, mais les chercheurs ont également testé DRACO chez des souris infectées par le virus de la grippe H1N1. Lorsque les souris ont été traitées avec DRACO, elles ont été complètement guéries de l’infection. Les tests ont également montré que le DRACO lui-même n’est pas toxique pour les souris.
Les chercheurs testent maintenant DRACO contre plus de virus chez la souris et commencent à obtenir des résultats prometteurs. Rider dit qu’il espère accorder une licence à la technologie pour des essais sur des animaux plus grands et pour d’éventuels essais cliniques chez l’homme.
Ce travail est financé par une subvention du National Institute of Allergy and Infectious Diseases et du Centre d’Excellence régional de la Nouvelle-Angleterre pour la Biodéfense et les Maladies infectieuses émergentes, avec un financement antérieur de la Defense Advanced Research Projects Agency, de la Defense Threat Reduction Agency et du Directeur de la Recherche pour la Défense &Engineering (maintenant Secrétaire Adjoint à la Défense pour la Recherche et l’Ingénierie).