À gauche :image en microscopie électronique à transmission (MET) d'un seul virus CVB3 montrant des dizaines de nanoparticules d'or attachées à sa surface. Les particules forment un « motif de marquage » distinct qui reflète la forme et la structure du virus. L'image MET peut être corrélée au modèle du virus (à droite), où les sphères jaunes marquent les sites de liaison possibles des particules d'or. Le diamètre du virus est d'environ 35 nanomètres (nanomètre =un milliardième de millimètre).
Des chercheurs du Nanoscience Center (NSC) de l'Université de Jyväskylä en Finlande ont développé une nouvelle méthode pour étudier les structures des entérovirus et leurs fonctions. La méthode permettra d'obtenir de nouvelles informations sur le trafic de virus dans les cellules et les tissus ainsi que sur les mécanismes d'ouverture des virus à l'intérieur des cellules. Ces nouvelles informations sont importantes par exemple pour le développement de nouveaux médicaments antiviraux et vaccins. L'étude a été publiée dans la revue Actes de l'Académie nationale des sciences 13 janvier 2014. (1)
Les entérovirus sont des virus pathogènes infectant l'homme. Ce groupe comprend les poliovirus, virus coxsackie, échovirus et rhinovirus. Les entérovirus sont les causes les plus fréquentes de grippe, mais ils provoquent également des symptômes graves tels que des infections du muscle cardiaque et une paralysie. Récemment, les entérovirus ont été liés à des maladies chroniques telles que le diabète (2).
Les mécanismes d'infection et les voies infectieuses des entérovirus sont encore assez mal connus. Des études antérieures dans le groupe du Dr Varpu Marjomäki au NSC se sont concentrées sur les facteurs cellulaires qui sont importants pour l'infection causée par des entérovirus sélectionnés (3). La compréhension mécanistique de l'ouverture du virus et de la libération du génome viral dans les structures cellulaires pour démarrer la production de nouveaux virus fait encore largement défaut. Par ailleurs, la connaissance des processus infectieux dans les tissus est entravée par le manque d'outils fiables pour détecter l'infection virale.
La méthode nouvellement développée implique une modification chimique d'une nanoparticule d'or connue stabilisée au thiol, le cluster Au102 qui a été synthétisé et résolu structurellement pour la première fois par le groupe de Roger D Kornberg en 2007 (4) et caractérisé plus tard au NSC par les groupes du prof. Hannu Häkkinen et le prof. Mika Pettersson en collaboration avec Kornberg. (5) La surface de thiol organique des particules Au102 est modifiée en attachant des molécules de liaison qui établissent une liaison chimique avec des résidus de cystéine contenant du soufre qui font partie de la structure de surface du virus. Plusieurs dizaines de particules d'or peuvent se lier à un même virus, et le motif de liaison apparaît sous forme de balises sombres reflétant la forme et la structure globales du virus (voir la figure). Les particules d'or permettent d'étudier les changements structurels des virus au cours de leur durée de vie.
L'étude a également montré que l'infectiosité des virus n'est pas compromise par les particules d'or attachées, ce qui indique que la méthode de marquage n'interfère pas avec les fonctions biologiques normales des virus à l'intérieur des cellules. Cela facilite de nouvelles investigations sur les structures virales à partir d'échantillons prélevés à l'intérieur des cellules au cours des différentes phases de l'infection virale, et permet d'obtenir de nouvelles informations sur les mécanismes de décapage du virus (ouverture et libération du génome). La nouvelle méthode permet également de suivre les études des voies virales dans les tissus. Ceci est important pour mieux comprendre les symptômes aigus et chroniques causés par les virus. Finalement, le procédé devrait être utile pour le développement de nouveaux vaccins antiviraux basés sur des particules de type virus.
