Une équipe de recherche multidisciplinaire a produit une protéine anti-virus prometteuse à l’aide d’un processus rapide et portable qui pourrait être facilement déployé à la source d’une future épidémie de virus. L’équipe comprend des chercheurs de l’Université du Maryland, du comté de Baltimore (UMBC), de l’Université de Stanford, du National Cancer Institute (NCI) et du National Center for Advanced Translational Science. Leurs recherches ont été acceptées pour publication dans la revue Nouvelle biotechnologie.
La griffithsine est une protéine isolée à l’origine des algues rouges. Il y a plus de dix ans, des chercheurs du Molecular Targets Program du NCI ont découvert qu’il pouvait protéger les cellules contre le virus VIH, et il est maintenant en phase 1 d’essais cliniques chez l’homme. La griffithsine adhère aux glycoprotéines de surface de certains virus, ce qui rend difficile la pénétration du virus dans les cellules hôtes. (Les glycoprotéines sont des protéines contenant des molécules de sucre.)
« C’est comme prendre de l’argile et la coller aux broches d’une prise électrique pour l’empêcher d’entrer dans une prise », explique Govind Rao, professeur de génie chimique et biochimique à l’UMBC et l’un des principaux chercheurs du projet. La protéine désactive un large éventail de virus, y compris le virus qui cause le COVID-19.
Les médicaments fabriqués avec des molécules biologiques comme la griffithsine sont appelés produits biologiques. Ils sont normalement fabriqués en lots énormes à l’aide de cellules vivantes telles que la bactérie E. coli. (Les cellules reçoivent des instructions codées par ADN sur la façon de fabriquer le médicament.) Cependant, cette méthode présente des inconvénients, notamment la nécessité de maintenir les cellules en vie.
Rao et ses collègues ont développé une méthode de fabrication de griffithsine qui ne nécessite pas de cellules vivantes. Au lieu de cela, les chercheurs retirent des cellules les « tripes » qui fabriquent les protéines. Dans cette soupe de composants cellulaires, ils ajoutent ensuite les instructions d’ADN pour fabriquer la griffithsine, ainsi que les éléments de base moléculaires nécessaires.
« La machinerie cellulaire fonctionne toujours, même sans cellule vivante pour la soutenir », explique Rao. « La méthode est simple et efficace. »
En utilisant des méthodes de fabrication sans cellules, les chercheurs ont produit des quantités importantes de griffithsine en moins de 24 heures. Ils ont purifié la protéine selon des normes strictes et ont démontré dans des expériences en laboratoire qu’elle pouvait désactiver les virus VIH et SRAS-CoV-2 aussi efficacement que la même protéine griffithsine fabriquée par des cellules vivantes.
Les chercheurs envisagent que la méthode pourrait être rapidement déployée pour fabriquer des médicaments antiviraux à l’origine des épidémies. La méthode pourrait être facilement adaptée pour fonctionner avec un dispositif de fabrication de produits biologiques portable de la taille d’une valise, baptisé Bio-MOD, que Rao et une équipe de chercheurs principalement de l’UMBC ont récemment développé. Ils ont décrit l’appareil dans un 2018 papier dans la revue Nature Génie biomédical.
Le nouveau procédé de fabrication de la protéine griffithsine, associé au dispositif portable Bio-MOD, pourrait être une arme puissante pour combattre rapidement les nouveaux virus avant qu’ils ne se propagent.
Plus d’information:
Shayan G. Borhani et al, Une approche de la fabrication distribuée rapide de griffithsine antivirale à large spectre utilisant des systèmes sans cellules pour atténuer les pandémies, Nouvelle biotechnologie (2023). DOI : 10.1016/j.nbt.2023.04.003