Deux chercheurs de l’Université de Californie à Davis adaptent leur technologie aux échafaudages protéiques auto-organisés à base d’amyloïde pour lutter contre les coronavirus. Ils espèrent que cette technique pourra être utilisée dans des tests de diagnostic ou pour des masques neutralisant les virus et d’autres équipements de protection.

Daniel Cox, professeur de physique, et Michael Toney, professeur de chimie, sont les inventeurs d’une technique brevetée pour utiliser des protéines bêta-amyloïdes pour faire croître de minuscules fibrilles. Les plaques et les enchevêtrements dans le cerveau des personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer et d’affections apparentées sont décrits comme des protéines bêta-amyloïdes. Les chercheurs ont utilisé protéines antigel avec une structure similaire pour faire leurs fibrilles.

Les fibrilles artificielles agissent comme des échafaudages et peuvent être conçues pour créer de nouveaux matériaux avec des fonctions spécifiques. Cox et Toney ont développé la technologie pour des applications telles que les nanofils et les biomatériaux. Maintenant, leur objectif est de capturer le SARS-CoV-2 virus qui provoque COVID-19.

« Le processus de polymérisation amyloïde est responsable de maladies comme la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson et la vache folle, mais peut être exploité de cette façon pour que les protéines agissent comme des éléments moléculaires contrôlables », a déclaré Cox.

Plateforme pour aider à diagnostiquer le nouveau coronavirus

Le prototype de Cox et Toney est centré sur des fibrilles de polymère protéique conçues pour transporter un morceau de la protéine ACE2. Trouvé à la surface des cellules humaines, l’ACE2 est la porte d’entrée du virus SARS-CoV-2 dans les cellules. Ils testent si les fibrilles ACE2 se verrouillent sur la protéine « spike » SARS-CoV-2, qui recouvre l’extérieur du virus.

Les protéines amyloïdes s’auto-assemblent (ou polymérisent) naturellement en fibrilles. Pour fabriquer les protéines amyloïdes ACE2, Toney a inséré des gènes synthétiques dans des bactéries. Après la croissance et la récolte des bactéries et l’isolement des protéines, les molécules de protéines purifiées, appelées monomères, ont été incubées pendant plusieurs jours pour encourager la formation de fibrilles. Les monomères se tricotent comme du velcro, formant des fibrilles d’environ 10 micromètres de long avec le morceau de liaison aux pointes de l’ACE2 protéine attachés le long de leur longueur.

« Parce que chaque monomère a le segment de liaison aux pointes de l’ACE2, ces longs polymères devraient servir de saisisseurs vraiment efficaces du virus », a déclaré Toney.

Détection COVID-19 rapide et sensible

L’équipe espère que leur travail contribuera au développement de tests simples et rapides pour détecter le virus SARS-CoV-2. Par exemple, les fibrilles de polymère pourraient remplacer les anticorps dans les tests existants et augmenter la sensibilité et la spécificité en capturant plus protéines virales et la concentration de ces protéines pour les tests, a déclaré Cox. La technologie pourrait également être utilisée pour équipement protecteur, tels que les masques en tissu, et renforcer leur efficacité contre le virus, at-il dit.

« Nous sommes motivés par la possibilité de faire une différence dans la protection des personnes jusqu’à ce qu’un vaccin efficace soit développé », a déclaré Cox.

Si les polymères prototypes réussissent, Cox et Toney auront besoin d’un partenaire pharmaceutique pour fabriquer les fibrilles et les tester dans des essais cliniques. Et avant qu’un test ne soit déployé, il doit être approuvé par la Food and Drug Administration.