Un nouveau système peptidique pour le transport ciblé de molécules dans des cellules vivantes de mammifères
Un nouveau peptide mis au point par les universités de Bayreuth et de Bristol est parfaitement adapté au transport ciblé de molécules, par exemple de substances actives et de colorants, dans les cellules des mammifères. Le peptide se caractérise par une double fonction : Il peut pénétrer dans la cellule depuis l'extérieur et y interagir avec un peptide partenaire. Le peptide partenaire doit être préalablement placé à l'intérieur de la cellule, à l'endroit exact où les molécules transportées doivent agir. Le système de transport présenté dans la revue Nature Chemical Biology illustre le potentiel prometteur de la conception de novo de peptides et de protéines.
L'équipe d'auteurs de Bayreuth (de gauche à droite) : Birte Höcker, Sooruban Shanmugaratnam et Guto Rhys.
UBT / C. Wißler
Ces dernières années, la biomédecine et la pharmacologie ont mis au point un grand nombre de substances actives capables de déclencher, d'améliorer ou d'inhiber des processus dans les cellules des mammifères. Cependant, le transport de ces substances exactement là où elles sont nécessaires reste un défi dans de nombreux cas. La situation est similaire lorsqu'il s'agit de marquer d'une couleur certaines structures à l'intérieur des cellules à des fins de recherche ou de diagnostic. Il est vrai que les cellules de mammifères ont la capacité d'incorporer des substances étrangères par endocytose. Mais cela ne garantit en aucun cas le transport vers le site d'action souhaité. Une nouvelle approche de recherche que la biochimiste de Bayreuth, le professeur Birte Höcker, poursuit avec son groupe de recherche est la conception rationnelle de peptides. Ceux-ci doivent être capables de pénétrer de l'extérieur à l'intérieur de la cellule et d'emporter avec eux des substances actives ou des molécules colorantes. Les peptides qui conviennent à cette fin sont plutôt petits, car ils sont généralement constitués de moins de 30 acides aminés.
Jusqu'à présent, cependant, le problème était que ces peptides - précisément en raison de leur simplicité et de leur petite taille - n'offraient pas beaucoup d'applications possibles. En effet, il n'existe que quelques zones dans les diverses structures de l'intérieur de la cellule où ils peuvent s'arrimer et délivrer les molécules qu'ils transportent. Cet inconvénient a été surmonté par le peptide développé à Bayreuth et Bristol. Il s'agit d'un peptide basique à forte teneur en acides aminés d'arginine, et il possède deux composants essentiels à sa fonctionnalité. L'un permet au peptide de pénétrer à l'intérieur de la cellule, et l'autre est capable d'interagir avec un peptide partenaire acide. Ce peptide partenaire est tel qu'il peut être placé à des endroits très différents à l'intérieur de la cellule en utilisant des méthodes biochimiques établies. Une fois que des protéines, des complexes moléculaires plus importants ou des organelles ont été marqués avec le peptide partenaire, ils peuvent être ciblés par le peptide de base qui a pénétré dans la cellule. Comme une clé dans une serrure, le peptide de base s'accroche au peptide acide. Le placement ciblé du peptide acide partenaire est obtenu en le couplant à des molécules qui sont à leur tour introduites dans l'ADN de la cellule par transfection.
L'équipe de recherche anglo-allemande a conçu les deux peptides de novo précédemment inconnus en utilisant des méthodes de conception de protéines assistée par ordinateur. La base de ce travail était constituée de peptides à structure spiralée, décrits dans une base de données de structures. Les peptides conçus sur ordinateur ont ensuite été synthétisés en laboratoire. Des méthodes biophysiques et la cristallographie aux rayons X ont été utilisées pour identifier les propriétés et le comportement réels des peptides. Des expériences avec des bactéries E. coli et des cellules eucaryotes ont révélé que le nouveau système peptidique est même adapté au transport d'autres peptides et protéines.
"Nos recherches montrent comment la conception informatique de peptides et de protéines, leur synthèse et leur caractérisation ultérieures en laboratoire, ainsi que les tests sur des cellules vivantes, peuvent s'entremêler lorsque l'on recherche des solutions innovantes pour des questions biochimiques ou biomédicales", explique le professeur Birte Höcker, chef du groupe de conception des protéines à l'université de Bayreuth et auteur correspondant de la nouvelle étude. "Le nouveau système peptidique montre clairement que la conception de novo est une approche de recherche prometteuse dans la recherche de méthodes permettant d'introduire des molécules de médicaments ou de colorants dans les cellules de mammifères de manière ciblée et douce", ajoute le Dr Guto Rhys, postdoc au groupe de recherche sur la conception de protéines et l'un des trois premiers auteurs.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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