Des substances naturelles prometteuses contre le coronavirus
Le criblage aux rayons X permet d'identifier des composés bloquant une enzyme coronaire majeure
Trois composés naturels présents dans des aliments comme le thé vert, l'huile d'olive et le vin rouge sont des candidats prometteurs pour le développement de médicaments contre le coronavirus. Lors d'un criblage complet d'une vaste bibliothèque de substances naturelles à la source de rayons X PETRA III de DESY, les composés se sont liés à une enzyme centrale vitale pour la réplication du coronavirus. Ces trois composés sont déjà utilisés comme substances actives dans des médicaments existants, comme le rapporte l'équipe dirigée par Christian Betzel de l'université de Hambourg et Alke Meents de DESY dans la revue Communications Biology. Toutefois, il reste à savoir si et quand un médicament corona pourra être développé sur la base de ces composés.
Le méthyldihydroxybenzoate (HE9) a été isolé du souci français Tagetes patula.
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"Nous avons testé 500 substances de la bibliothèque de composés naturels de Karachi pour voir si elles se lient à la protéase de type papaïne du nouveau coronavirus, qui est l'une des principales cibles pour un médicament antiviral", explique l'auteur principal de l'étude, Vasundara Srinivasan, de l'université de Hambourg. "Un composé qui se lie à l'enzyme au bon endroit peut l'empêcher de fonctionner".
La protéase de type papaïne (PLpro) est une enzyme essentielle à la réplication des virus : Lorsqu'une cellule est prise en otage par le coronavirus, elle est obligée de produire des éléments constitutifs de nouvelles particules virales. Ces protéines sont fabriquées sous la forme d'une longue chaîne. La PLpro agit alors comme une paire de ciseaux moléculaires, coupant les protéines de la chaîne. Si ce processus est bloqué, les protéines ne peuvent pas assembler de nouvelles particules virales.
"Cependant, la PLpro a une autre fonction vitale pour le virus", explique M. Srinivasan. "Elle bloque une protéine du système immunitaire, appelée ISG15, ce qui affaiblit gravement l'autodéfense de la cellule. En inhibant la PLpro, nous pouvons également renforcer la réponse immunitaire de la cellule."
Pour les expériences, la PLpro a été mélangée à chacune des 500 substances naturelles dans une solution, leur donnant ainsi la possibilité de se lier à l'enzyme. Il n'est pas possible de voir si une substance se lie à l'enzyme avec un microscope optique classique. À la place, de minuscules cristaux ont été formés à partir des mélanges. Lorsqu'ils sont éclairés par les rayons X brillants de PETRA III à la station expérimentale P11, les cristaux produisent un diagramme de diffraction caractéristique à partir duquel la structure de l'enzyme peut être reconstituée jusqu'au niveau des atomes individuels. "À partir de ces informations, nous pouvons produire des modèles tridimensionnels de l'enzyme avec une résolution atomique et voir si et où une substance s'y lie", explique M. Meents.
Le dépistage a montré que trois phénols se lient à l'enzyme : l'hydroxyéthylphénol (YRL), isolé pour les expériences de l'arbre à henné Lawsonia alba, est un composé présent dans de nombreux aliments tels que le vin rouge et l'huile d'olive vierge et utilisé comme agent anti-arythmique. L'hydroxybenzaldéhyde (HBA) est un agent anti-tumoral connu et accélère la cicatrisation des plaies. Il a été isolé de la feuille de cuivre Acalypha torta. Le méthyldihydroxybenzoate (HE9), isolé du souci français Tagetes patula, est un antioxydant avec un effet anti-inflammatoire et se trouve dans le thé vert.
Lors de tests ultérieurs en laboratoire, établis et réalisés par Hévila Brognaro dans le groupe de Betzel, les trois phénols ont réduit l'activité de la PLpro de 50 à 70 % dans les cellules vivantes. "L'avantage de ces substances est leur innocuité avérée", déclare Betzel, qui est également membre du pôle d'excellence CUI : Imagerie avancée de la matière. "Ces composés sont naturellement présents dans de nombreux aliments. Cependant, boire du thé vert ne guérira pas votre infection coronaire ! Tout comme il ne guérira pas vos blessures ou votre cancer. Si et comment un médicament corona peut être développé à partir de ces phénols, cela fait l'objet d'études complémentaires."
Dans le cadre d'un autre criblage, une équipe composée en grande partie des mêmes scientifiques avait déjà criblé des milliers de médicaments existants à PETRA III en tant qu'inhibiteurs possibles de la protéase principale du coronavirus (Mpro), également une paire de ciseaux moléculaires et une cible médicamenteuse potentielle principale. Le criblage a permis d'identifier plusieurs candidats médicaments corona, et les plus prometteurs sont entrés en phase de tests précliniques. "L'initiative corona de DESY et de l'université de Hambourg est l'une des rares au monde à avoir étudié les deux principales cibles de Covid-19", souligne M. Betzel.
Des scientifiques de l'université de Hambourg, de l'université de Sao Paulo au Brésil, du Diamond Light Source au Royaume-Uni, de l'European XFEL, de l'université Bahauddin Zakariya au Pakistan, de l'hôpital Israelita Albert Einstein au Brésil, de la plate-forme scientifique Pasteur au Brésil, du Laboratoire européen de biologie moléculaire de Hambourg, de l'Institut Fraunhofer de médecine et de pharmacologie translationnelles de Hambourg, de l'Institut Jozef Stefan en Slovénie, du Centre d'excellence pour les approches intégrées en chimie et biologie des protéines en Slovénie, de l'université de Greifswald et de DESY ont contribué à cette étude.
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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