Une équipe interdisciplinaire de scientifiques de la KU Leuven en Belgique a développé une nouvelle technique pour examiner comment les protéines interagissent les unes avec les autres au niveau d'une seule particule virale du VIH. La technique permet aux scientifiques d'étudier en détail le virus potentiellement mortel et rend le dépistage des médicaments anti-VIH potentiels plus rapide et plus efficace. La technique peut également être utilisée pour étudier d'autres maladies.

Comprendre comment le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) se reproduit est crucial dans l'effort de lutte contre la maladie. En entrant dans la circulation sanguine, particules virales VIH, ou virions, « détourner » des cellules immunitaires individuelles. Le virion se lie puis pénètre dans la cellule immunitaire. Une fois à l'intérieur, le virion reprogramme le matériel génétique de la cellule immunitaire pour produire plus de virions VIH. De cette façon, Le VIH désactive les « gardes du corps » qui combattent la maladie dans notre sang et les transforme en machines de reproduction pour les nouveaux virions du VIH.

L'intégrase joue un rôle clé tout au long de ce processus :« L'intégrase est la protéine du VIH qui relie le matériel génétique du VIH à celui de la cellule détournée. Elle assure la programmation de la cellule humaine lors de l'infection. Dans notre étude, nous voulions suivre l'intégrase au cours des différents stades de l'infection, » explique la chercheuse postdoctorale Jelle Hendrix (Département de chimie). L'enjeu est de le faire au niveau d'un seul virion :« Le VIH a plusieurs façons de faire la même chose. C'est le cas pour la pénétration cellulaire, par exemple. Il est donc certainement utile de pouvoir voir exactement comment se comportent les virions VIH individuels. »

Pour y parvenir, les chercheurs ont utilisé l'imagerie par fluorescence à molécule unique. Ils ont conçu un virion VIH génétiquement modifié qui était capable d'infecter la cellule mais incapable de se reproduire à l'intérieur. Le virion a été programmé pour produire une forme fluorescente d'intégrase. "Cela nous a permis d'examiner les interactions de l'intégrase fluorescente au microscope optique à la fois in vitro dans un seul virion du VIH ainsi que dans une cellule humaine infectée par celui-ci."

« Nous avons ensuite utilisé la technique pour étudier à la fois les inhibiteurs du VIH cliniquement approuvés et les inhibiteurs nouvellement développés. Certains de ces médicaments étaient censés affecter l'interaction entre les particules d'intégrase. Avec notre nouvelle technique, nous avons pu constater que c'était bien le cas."

« Il existe déjà quelques dizaines de médicaments contre le VIH, mais des recherches supplémentaires sont indispensables. Chaque fois que le VIH se multiplie en détournant une cellule immunitaire, il y a un risque de mutation, et il n'y a aucune garantie qu'un médicament anti-VIH sera capable de gérer cette mutation. Un médicament peut ne pas être aussi efficace au cours de la vie d'un patient. De plus, les médicaments anti-VIH actuels sont très chers. D'où l'importance de pouvoir tester rapidement et efficacement les médicaments anti-VIH."

La bonne nouvelle est que cette nouvelle technique peut être largement appliquée :« Cela peut paraître surprenant, mais nous pouvons également utiliser une version génétiquement modifiée d'un virus dangereux pour examiner d'autres agents pathogènes. Essentiellement, nous avons créé un tube à essai nano à partir d'un virion VIH, à l'intérieur duquel les interactions protéiques peuvent être étudiées. En principe, nous pouvons rendre n'importe quelle protéine fluorescente, que ce soit du VIH, d'une autre maladie ou d'une cellule humaine."

« Les chercheurs étudient les interactions protéiques depuis un certain temps, mais les étudier au niveau d'une seule particule virale n'était pas possible jusqu'à présent, " explique Jelle Hendrix. Notre technique permet aux scientifiques de tester rapidement de nombreuses molécules - des médicaments potentiels - pour de nombreuses maladies en utilisant un minimum de matériel. Dans les recherches futures, nous utiliserons cette technique pour étudier les protéines intégrases d'autres virus."