Des chercheurs de l'Institut de biotechnologie et de biomédecine (IBB), en collaboration avec des scientifiques de l'Université de Varsovie, a récemment présenté une mise à jour importante de leur méthode de calcul AGGRESCAN 3-D, axé sur la facilitation et la réduction des coûts de développement de médicaments à base de protéines de nouvelle génération, diminuant leur propension à former des agrégats et les maintenant stables et actifs pendant une plus longue période de temps.

L'agrégation de protéines est un phénomène courant rencontré dans un large éventail de pathologies, des maladies de Parkinson et d'Alzheimer à certains cancers et au diabète de type 2. Une connaissance moléculaire croissante de ce phénomène a permis le développement de différents algorithmes capables d'identifier et de prédire les régions ayant une plus grande tendance à s'agréger. Parmi les premiers figurait AGGRESCAN, développé par les mêmes chercheurs de l'IBB, qui tenait compte de la propension de la suite linéaire, mais pas la structure 3-D acquise par les protéines globulaires. Il y a quatre ans, cette même équipe de chercheurs a émis l'idée de faire des prédictions sur ces structures protéiques en implémentant le serveur AGGRESCAN 3-D (A3D). Ce serveur offrait une plus grande précision que ceux basés sur le séquençage linéaire pour prédire les propriétés d'agrégation des protéines globulaires. Il a également fourni de nouvelles fonctionnalités, comme la possibilité de modéliser facilement des mutations pathogènes, ou un mode dynamique, qui a permis de modéliser la flexibilité de petites protéines pour trouver des régions potentiellement cachées.

La dernière mise à jour a été présentée comme un serveur web librement accessible au monde académique, en plus d'une version de bureau compatible avec Windows, MacOS et Linux. Le nouvel algorithme dépasse toutes les limitations précédentes et élargit considérablement les coûts de calcul pour permettre de modéliser la flexibilité des molécules d'intérêt biomédical. Il comprend également différents outils tels qu'une génération automatique de mutations pour faciliter les reconceptions de protéines sous forme d'anticorps pour les rendre stables et en même temps plus solubles, et une interface utilisateur améliorée permettant de visualiser les données directement sur le site Web.

"Avec cette mise à jour, l'A3D devient l'un des prédicteurs d'agrégation les plus complets. Le fait qu'un même endroit vous offre la possibilité de faire des prédictions d'agrégation de protéines, modéliser leur flexibilité, étudier les options pour une refonte intelligente et vérifier comment différents facteurs peuvent les affecter, représente un pas de géant par rapport à d'autres serveurs similaires, " affirme Salvador Ventura, chercheur à l'IBB et au Département de biochimie et biologie moléculaire, ainsi que créateur de l'A3D. "Entre autres, tout cela nous permettra d'améliorer la production de médicaments à base de protéines, réduire les coûts de développement, production, stockage et distribution."

Agrégation de protéines, un élément clé de la biomédecine et de la biotechnologie

L'agrégation de protéines est passée d'un domaine ignoré de la chimie des protéines à un élément clé dans les domaines de la biomédecine et de la biotechnologie. « Un mauvais repliement des protéines et l'agrégation subséquente sont à l'origine d'un nombre croissant de troubles humains et l'un des obstacles les plus importants à la conception et à la fabrication de protéines pour des applications thérapeutiques. Ces thérapies, qui impliquent l'utilisation d'anticorps monoclonaux, facteurs de croissance et substitutions enzymatiques, ont déjà démontré une haute précision du ciblage moléculaire, et donc la nécessité de les étudier plus en profondeur devient encore plus transcendante, " conclut Salvador Ventura.