Nouvelle lueur d'espoir dans la recherche sur le virus Zika
Des études récentes révèlent des infos clés pour développer des traitements contre le virus Zika.
― 7 min lire
Table des matières
Le Virus Zika a été découvert en Afrique en 1947. Il s'est répandu en Asie et en Polynésie avant d'atteindre le Brésil entre mai et décembre 2013. De là, il s'est rapidement propagé dans le monde entier. Au début, les médecins ne prenaient pas le virus Zika très au sérieux parce que ses symptômes étaient légers. Mais ça a changé quand des études ont lié les infections par Zika à des problèmes graves chez les nouveau-nés, comme une condition appelée microcéphalie, où les bébés naissent avec des têtes plus petites et des problèmes de développement potentiels. Les adultes couraient aussi des risques, y compris le syndrome de Guillain-Barré, qui peut mener à la paralysie. Ces découvertes ont mené à l'identification du Syndrome Congénital Zika (SCZ), qui inclut plusieurs problèmes neurologiques chez les bébés.
Bien que les cas de virus Zika aient diminué récemment, ils continuent d'exister, suscitant des craintes d'une nouvelle épidémie. Pour aggraver le problème, il n'y a actuellement ni vaccins ni traitements efficaces contre le virus, rendant crucial de trouver de nouveaux médicaments pour le combattre.
Caractéristiques du virus Zika
Le virus Zika fait partie d'une famille de virus appelés Flaviviridae. Il est classé comme un flavivirus, semblable aux virus de la Dengue et de la fièvre jaune. Le virus contient un brin unique d'ARN d'environ 10 000 bases de long. Cet ARN est traduit en une polyprotéine qui est ensuite découpée en 10 protéines différentes. Ces protéines sont divisées en deux groupes : trois protéines structurales qui aident à former le virus et sept protéines non structurales impliquées dans la réplication du virus et l’évasion du système immunitaire.
Une des protéines non structurales clés est NS3, qui a deux parties servant à des fonctions différentes. La première partie agit comme une protéase, coupant la polyprotéine en plus petits morceaux après sa création. La deuxième partie aide à défaire l’ARN, ce qui est crucial pour la réplication du virus.
Cibler NS3 pour le développement de médicaments
Étant donné les rôles importants de NS3 dans la réplication du virus, il est considéré comme un excellent candidat pour le développement de médicaments. Les chercheurs testent actuellement des médicaments qui peuvent cibler les interactions entre NS3 et une autre protéine appelée NS4B pour traiter le virus de la dengue. Cependant, pour développer de nouveaux traitements antiviraux, il faut plus de données structurelles sur les interactions de NS3 avec des petites molécules.
Pour combler ce manque, des chercheurs ont utilisé une méthode à haut débit pour dépister des médicaments potentiels pouvant cibler efficacement la protéine NS3.
Dépistage de fragments et résultats
En utilisant des cristaux de la protéine NS3 obtenus à partir du virus Zika, les chercheurs ont pu déterminer sa structure. Les cristaux initiaux montraient une bonne qualité, la plupart des résidus de la protéine se trouvant dans des zones favorables d'un graphique clé utilisé dans l'analyse. Après traitement des cristaux, les chercheurs les ont plongés dans une solution contenant plus de mille fragments chimiques différents, ce qui a donné de nombreux ensembles de données utilisables. Le processus a révélé plusieurs candidats de médicaments potentiels qui se lient à des zones distinctes de la protéine NS3.
La structure de NS3 a révélé qu'elle contient trois parties principales, ou sous-domaines. Ces sous-domaines créent des sites spécifiques pour lier l'ARN, ce qui est essentiel pour le virus. Les chercheurs ont trouvé de nombreux fragments qui se liaient à NS3, en particulier ceux interagissant avec l'ARN.
Découvertes clés sur les sites de liaison
Parmi les fragments testés, un groupe spécifique a été trouvé pour se lier à un site connu sous le nom de fente à ARN. Onze fragments ont montré des résultats prometteurs. Un fragment intéressant a été trouvé pour se lier de manière covalente à un acide aminé conservé appelé C262, qui est significatif chez divers virus, y compris le virus Zika. Cette liaison pourrait mener au développement de nouveaux médicaments capables de cibler efficacement le virus.
En plus du site de la fente à ARN, la protéine a aussi un site crucial pour lier une molécule appelée ATP. Ce site de liaison à l'ATP est vital pour les besoins énergétiques du virus pendant sa réplication. Un seul fragment a été observé dans ce site pendant l'étude, mais il a rivalisé avec une molécule de phosphate interne qui provenait probablement de l'expression de la protéine utilisée dans les études en laboratoire.
Implications pour le développement futur de médicaments
Les informations recueillies lors de ce dépistage et les structures obtenues ouvrent des possibilités passionnantes pour développer de nouveaux médicaments antiviraux ciblant le Zika et potentiellement d'autres flavivirus. Les fragments identifiés pourraient servir de points de départ pour créer de nouveaux médicaments qui pourraient empêcher le virus de se répliquer dans le corps.
Le succès de cette approche démontre l'importance de comprendre les détails structurels des protéines virales. En se concentrant sur NS3 et ses interactions dans le processus de réplication, les chercheurs obtiennent des aperçus précieux qui peuvent éclairer la conception de thérapies efficaces.
Défis dans le développement de médicaments
Malgré les informations obtenues, des défis subsistent pour développer des médicaments efficaces contre le Zika et des virus similaires. La plupart des données existantes sur les candidats médicinaux potentiels sont limitées, et seules quelques inhibiteurs ont été décrits en détail. Les tentatives précédentes de trouver des médicaments ciblant la protéine NS3 ont souvent donné des succès limités, soulignant la nécessité de recherches et d'explorations supplémentaires.
Acquérir des données structurelles complètes est essentiel pour prendre des décisions éclairées dans la conception de médicaments. Les aperçus obtenus grâce au dépistage de fragments fournissent une base solide sur laquelle les chercheurs peuvent construire de futurs efforts de découverte de médicaments.
Conclusion
L'étude continue du virus Zika et de sa protéine NS3 offre de l'espoir dans la recherche de nouveaux médicaments antiviraux. Alors que les chercheurs continuent d'explorer la structure et les fonctions de la protéine, ils ouvrent la voie à la mise au point de traitements efficaces pour le Zika et d'autres virus ayant des caractéristiques similaires. Encore du travail à faire, mais les progrès réalisés jusqu'à présent indiquent une direction prometteuse pour lutter contre les infections virales à l'avenir. Grâce à des efforts collaboratifs et des techniques de recherche innovantes, nous pourrions bientôt voir émerger de nouveaux agents antiviraux qui améliorent notre capacité à répondre aux menaces virales.
Titre: High-throughput crystallographic fragment screening of Zika virus NS3 Helicase
Résumé: The Zika virus (ZIKV), discovered in Africa in 1947, swiftly spread across continents, causing significant concern due to its recent association with microcephaly in newborns and Guillain-Barre syndrome in adults. Despite a decrease in prevalence, the potential for a resurgence remains, necessitating urgent therapeutic interventions. Like other flaviviruses, ZIKV presents promising drug targets within its replication machinery, notably the NS3 helicase (NS3Hel) protein, which plays critical roles in viral replication. However, a lack of structural information impedes the development of specific inhibitors targeting NS3Hel. Here we applied high-throughput crystallographic fragment screening on ZIKV NS3Hel, which yielded structures that reveal 3D binding poses of 46 fragments at multiple sites of the protein, including 11 unique fragments in the RNA-cleft site. These fragment structures provide templates for direct design of hit compounds and should thus assist the development of novel direct-acting antivirals against ZIKV and related flaviviruses, thus opening a promising avenue for combating future outbreaks.
Auteurs: Frank von Delft, A. S. Godoy, N. C. M. R. Mesquita, G. D. Noske, V. O. Gawriljuk, R. M. Lithgo, B. H. Balcomb, J. C. Aschenbrenner, C. W. E. Tomlinson, M. Winokan, J. Scheen, P. G. Marples, A. V. Chandran, X. Ni, W. Thompson, M. Fairhead, D. Fearon, L. Koekemoer, M.-A. E. Xavier, M. Walsh, G. Oliva
Dernière mise à jour: 2024-04-29 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.27.591279
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.27.591279.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
Merci à biorxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.