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Thèmes/ Imagerie et recherche médicale/ Un peptide pour bloquer l’entrée du VIH dans les cellules
Lundi 27 Février 2012

Un peptide pour bloquer l’entrée du VIH dans les cellules

A synthetic heparan sulfate-mimetic peptide conjugated to a mini CD4 displays very high anti-HIV-1 activity independently of coreceptor usage. Bridgette Janine Connell1, Françoise Baleux2, Yves-Marie Coic2, Pascal Clayette3, David Bonnaffé4 and Hugues Lortat-Jacob1*Chemistry & Biology, 19, 131-139 (2012)
CEA
Des chercheurs de l’Institut de biologie structurale (IBS, CEA/Grenoble) et leurs collaborateurs [1] ont réussi à synthétiser un peptide bifonctionnel capable de bloquer de manière particulièrement efficace l’entrée du virus du Sida (VIH) dans les cellules. Dans des travaux précédents, les chercheurs avaient produit une molécule, constituée d’une alliance tout à fait originale entre un sucre et un peptide, qui bloquait l’entrée virale. Cette fois-ci, ils ont développé un peptide sulfaté qui mime l’action de la partie sucre de la molécule précédente. Ce nouveau peptide est non seulement plus facile à synthétiser mais aussi plus puissant et efficace. L’ensemble des résultats le positionnent de manière très favorable pour le développement d’un inhibiteur d’entrée du VIH dans la cellule. Les modalités de synthèse et le mécanisme d’action de cette molécule sont publiés par la revue Chemistry & Biology.


Depuis le début de l’épidémie du Sida, 60 millions de personnes ont été infectées par le VIH ; plus de la moitié en sont décédées. La mise au point de quelques 25 molécules thérapeutiques a considérablement augmenté la survie des patients. Néanmoins, la plupart d’entre elles cible la réplication du virus mais aucune ne permet son éradication. En outre, l’utilisation de ces molécules s’accompagne d’effets secondaires importants souvent difficiles à supporter et l’on observe l’apparition de nombreuses résistances. L’étude du virus reste donc indispensable pour définir de nouvelles stratégies thérapeutiques.

Parmi ces nouvelles stratégies, certaines visent à bloquer l’entrée du virus dans la cellule. La glycoprotéine gp120 située sur la membrane du virus pourrait être une cible pharmacologique de choix puisqu’elle permet la reconnaissance d’un récepteur sur la cellule, la molécule CD4, par le virus. La fixation de gp120 sur CD4 induit un changement conformationnel [2] aboutissant à l’exposition d’un nouveau site impliqué dans la reconnaissance d’une deuxième molécule cellulaire (CCR5 ou CXCR4) agissant comme corécepteur [3]. C’est cette reconnaissance qui va permettre l’entrée du virus dans la cellule. La difficulté à utiliser gp120 comme cible réside dans le fait que le site de blocage qui conduirait à l’inhibition de l’entrée virale n’est accessible que lorsque le virus est déjà lié à CD4 et a déjà engagé le processus qui conduit à l’infection. De plus CCR5 et CXCR4 sont des protéines à 7 domaines transmembranaires appartenant à la famille des GPCR, particulièrement difficiles à manipuler.

Afin de faciliter la recherche de molécules capables de bloquer l’entrée du virus en ciblant gp120, les chercheurs ont développé des tests d’interaction entre gp120 et les corécepteurs. Pour cela, ils ont au préalable réussi à isoler et solubiliser, par un cocktail de lipides et de détergents, CCR5 et CXCR4 tout en conservant leur fonctionnalité.

Principe des tests d’interaction : Les corécepteurs du VIH, CCR5 ou CXCR4, solubilisés dans une micelle lipidique (cylindre beige) ont été immobilisés à la surface d’un biocapteur. Ces corécepteurs immobilisés sont capable de se lier à un complexe gp120-CD4, comme le montre la courbe d’interaction (en bleue) sur le schéma de droite). Le peptide mCD4-P3YSO3 se fixe sur gp120, et bloque l’interaction de la protéine virale avec les corécepteurs (courbe rouge), inhibant ainsi l’entrée du virus dans les cellules.

Dans une étude précédente, les chercheurs avaient synthétisé un composé, CD4-HS, constitué d’une alliance entre un sucre (héparane sulfate) et la molécule CD4, qui ciblaient spécifiquement la gp120. En se liant à gp120 par le biais de CD4, ce composé exposait le domaine de liaison aux corécepteurs, le rendant ainsi accessible pour être alors reconnu et bloqué par le sucre.

Sur la base de ces travaux, et en utilisant les tests d’interaction décrit ci-dessus, les chercheurs ont désormais produit des sulfo-peptides dont la synthèse est plus facile que celle des héparanes sulfates et qui miment leur action. Ils ont ainsi obtenu une molécule, appelée mCD4-P3YSO3, inhibant de manière particulièrement efficace et de façon simultanée l’interaction du VIH avec les récepteurs de la cellule, quels qu’ils soient (CD4, CCR5 et CXCR4). Sur des cellules en culture, ce nouveau composé, qui n’est pas cytotoxique, inhibe très fortement l’infection virale de plusieurs souches du VIH-1.

  1. CEA, CNRS, Université Joseph Fourier – Grenoble 1, Institut de Biologie Structurale Jean-Pierre Ebel, UMR 5075, Grenoble - Institut Pasteur, unité de Chimie des Biomolécules, URA CNRS 2128, Paris - Laboratoire de Neurovirologie, Bertin Pharma, CEA, Fontenay aux Roses - Laboratoire de chimie organique multifonctionnelle, Equipe glycochimie moléculaire et macromoléculaire, ICMMO UMR CNRS-UPS 8182, Université Paris-Sud 11, Orsay.
  2. Remaniement conformationnel : modification de la structure de la protéine
  3. Corécepteur : protéine membranaire qui participe à une interaction entre un récepteur et un ligand (ici CD4 et gp120).