Comment les scientifiques travaillent 24h / 24 et 7j / 7 à la recherche de vieux médicaments qui pourraient traiter COVID-19

Comment les scientifiques travaillent 24h / 24 et 7j / 7 à la recherche de vieux médicaments qui pourraient traiter COVID-19

 

Pourquoi n’avons-nous pas de médicaments pour traiter COVID-19 et combien de temps faut-il pour les développer? Le SRAS-CoV-2 – le coronavirus qui cause la maladie COVID-19 – est complètement nouveau et attaque les cellules d’une manière nouvelle. Chaque virus est différent, tout comme les médicaments utilisés pour les traiter.

 

C’est pourquoi il n’y avait pas de médicament prêt à s’attaquer au nouveau coronavirus qui est apparu il y a seulement quelques mois.

En tant que biologiste des systèmes qui étudie comment les cellules sont affectées par les virus pendant les infections, je suis particulièrement intéressé par la deuxième question. Trouver des points de vulnérabilité et développer un médicament pour traiter une maladie prend généralement des années .

Mais le nouveau coronavirus ne donne pas ce temps au monde. La plupart du monde étant en lock-out et la menace de millions de morts , les chercheurs doivent trouver un médicament efficace beaucoup plus rapidement.

Cette situation nous a présenté à mes collègues et à moi le défi et l’opportunité de toute une vie: aider à résoudre cette énorme crise de santé publique et économique posée par la pandémie mondiale de SRAS-CoV-2.

Face à cette crise, nous avons réuni une équipe ici au Quantitative Biosciences Institute (QBI) à l’Université de Californie à San Francisco, pour découvrir comment le virus attaque les cellules.

Mais au lieu d’essayer de créer un nouveau médicament sur la base de ces informations, nous cherchons d’abord à voir s’il existe des médicaments disponibles aujourd’hui qui peuvent perturber ces voies et combattre le coronavirus.

L’équipe de 22 laboratoires , que nous avons nommée QCRG, travaille à une vitesse vertigineuse – littéralement 24 heures sur 24 et par équipes – sept jours par semaine. J’imagine que c’est ce que cela faisait d’être dans des efforts de guerre comme le groupe de rupture de code Enigma pendant la Seconde Guerre mondiale, et notre équipe espère de même désarmer notre ennemi en comprenant son fonctionnement interne.

Un adversaire furtif

Comparés aux cellules humaines, les virus sont petits et ne peuvent pas se reproduire seuls . Le coronavirus possède environ 30 protéines , alors qu’une cellule humaine en contient plus de 20 000.

Pour contourner cet ensemble limité d’outils, le virus retourne habilement le corps humain contre lui-même. Les voies d’accès à une cellule humaine sont normalement verrouillées aux envahisseurs extérieurs, mais le coronavirus utilise ses propres protéines comme des clés pour ouvrir ces «verrous» et pénétrer dans les cellules d’une personne.

Une fois à l’intérieur, le virus se lie aux protéines que la cellule utilise normalement pour ses propres fonctions, essentiellement détournant la cellule et la transformant en usine de coronavirus . À mesure que les ressources et la mécanique des cellules infectées se réorganisent pour produire des milliers et des milliers de virus, les cellules commencent à mourir.

Les cellules pulmonaires sont particulièrement vulnérables à cela car elles expriment de grandes quantités de la protéine “lock” SARS-CoV-2 utilisée pour l’entrée. Un grand nombre de cellules pulmonaires d’une personne en train de mourir provoquent les symptômes respiratoires associés au COVID-19.

Il y a deux façons de riposter. Premièrement, les médicaments pourraient attaquer les propres protéines du virus, les empêchant de faire des travaux comme entrer dans la cellule ou copier leur matériel génétique une fois à l’intérieur. C’est ainsi que le remdesivir – un médicament actuellement en essai clinique pour COVID-19 – fonctionne .

Un problème avec cette approche est que les virus mutent et changent avec le temps. À l’avenir, le coronavirus pourrait évoluer de manière à rendre inutile un médicament comme le remdesivir. Cette course aux armements entre drogues et virus est la raison pour laquelle vous avez besoin d’un nouveau vaccin contre la grippe chaque année .

Alternativement, un médicament peut agir en empêchant une protéine virale d’interagir avec une protéine humaine dont elle a besoin. Cette approche – protégeant essentiellement la machine hôte – a un gros avantage sur la désactivation du virus lui-même, car la cellule humaine ne change pas aussi vite.

Une fois que vous avez trouvé un bon médicament, il devrait continuer à fonctionner. C’est l’approche que notre équipe adopte. Et il peut également fonctionner contre d’autres virus émergents.

Apprendre les plans de l’ennemi

La première chose que notre groupe devait faire était d’identifier chaque partie de l’usine cellulaire sur laquelle le coronavirus s’appuie pour se reproduire. Nous devions découvrir quelles protéines le virus détournait.

Pour ce faire, une équipe de mon laboratoire a effectué une expédition de pêche moléculaire à l’intérieur de cellules humaines. Au lieu d’un ver sur un hameçon, ils ont utilisé des protéines virales avec de minuscules étiquettes chimiques attachées – appelées «appâts».

Nous avons placé ces appâts dans des cellules humaines cultivées en laboratoire, puis nous les avons retirés pour voir ce que nous avons attrapé. Tout ce qui était coincé était une protéine humaine que le virus détourne pendant l’infection.

Le 2 mars, nous avions une liste partielle des protéines humaines dont le coronavirus avait besoin pour prospérer. Ce sont les premiers indices que nous avons pu utiliser. Un membre de l’équipe a envoyé un message à notre groupe, “Première itération, seulement 3 appâts… 5 appâts à venir.” Le combat était lancé.

Contre-attaque

Une fois que nous avons eu cette liste de cibles moléculaires dont le virus a besoin pour survivre, les membres de l’équipe ont couru pour identifier les composés connus qui pourraient se lier à ces cibles et empêcher le virus de les utiliser pour reproduire.

Si un composé peut empêcher le virus de se copier dans le corps d’une personne, l’infection s’arrête. Mais vous ne pouvez pas simplement interférer à volonté avec les processus cellulaires sans potentiellement nuire au corps.

Notre équipe devait s’assurer que les composés que nous avions identifiés seraient sûrs et non toxiques pour les humains.

La manière traditionnelle d’y parvenir impliquerait des années d’études précliniques et d’essais cliniques coûtant des millions de dollars . Mais il existe un moyen rapide et essentiellement gratuit de contourner ce problème: en examinant les 20 000 médicaments approuvés par la FDA qui ont déjà été testés en matière de sécurité . Il y a peut-être un médicament dans cette grande liste qui peut lutter contre le coronavirus.

Nos chimistes ont utilisé une énorme base de données pour faire correspondre les médicaments et les protéines approuvés avec lesquels ils interagissent avec les protéines de notre liste. Ils ont trouvé 10 médicaments candidats la semaine dernière.

Par exemple, l’un des résultats était un médicament contre le cancer appelé JQ1. Bien que nous ne puissions pas prédire comment ce médicament pourrait affecter le virus, il a de bonnes chances de faire quelque chose. Grâce aux tests, nous saurons si quelque chose aide les patients.

Face à la menace de fermeture des frontières mondiales , nous avons immédiatement expédié des boîtes de ces 10 médicaments à trois des rares laboratoires du monde travaillant avec des échantillons de coronavirus vivants: deux à [19459004 ] l’Institut Pasteur à Paris et Mont Sinaï à New York .

Le 13 mars, les médicaments étaient testés dans des cellules pour voir s’ils empêchaient le virus de se reproduire.

Dépêches du champ de bataille

Notre équipe apprendra bientôt de nos collaborateurs au Mont. Sinaï et l’Institut Pasteur si l’un de ces 10 premiers médicaments est efficace contre les infections par le SRAS-CoV-2.

Pendant ce temps, l’équipe a continué à pêcher avec des appâts viraux, trouvant des centaines de protéines humaines supplémentaires que le coronavirus coopère. Nous publierons bientôt les résultats dans le référentiel en ligne BioRxiv.

La bonne nouvelle est que jusqu’à présent, notre équipe a trouvé 50 médicaments existants qui lient les protéines humaines que nous avons identifiées. Ce grand nombre me fait espérer que nous serons en mesure de trouver un médicament pour traiter COVID-19.

Si nous trouvons un médicament approuvé qui ralentit même la progression du virus, les médecins devraient être en mesure de le faire parvenir rapidement aux patients et de sauver des vies.

Nevan Krogan , professeur et directeur du Quantitative Biosciences Institute, Université de Californie, San Francisco .

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lisez l’article original .

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