Pour infecter ses victimes, la grippe A se dirige vers les poumons, où il s'accroche à l'acide sialique à la surface des cellules. Les chercheurs ont donc créé le leurre parfait :une nanoparticule sphérique soigneusement construite enrobée d'acide sialique attire le virus de la grippe A vers sa mort. Lorsqu'il est vaporisé dans les poumons, la nanoparticule piège la grippe A, le maintenir jusqu'à ce que le virus s'autodétruise.

Dans une étude sur des souris immunodéprimées, le traitement a réduit la mortalité due à la grippe A de 100 pour cent à 25 pour cent sur 14 jours. L'approche romanesque, qui est radicalement différent des vaccins antigrippaux A existants, et les traitements à base d'inhibiteurs de la neuraminidase, pourrait être étendu à une multitude de virus qui utilisent une approche similaire pour infecter les humains, comme Zika, VIH, et le paludisme. Les résultats ont été publiés aujourd'hui dans l'édition en ligne avancée de la revue Nature Nanotechnologie .

« Au lieu de bloquer le virus, nous avons imité sa cible - c'est une approche complètement nouvelle, " dit Robert Linhardt, un expert en glycoprotéines et professeur du Rensselaer Polytechnic Institute qui a dirigé la recherche. "Il est efficace contre la grippe et nous avons des raisons de croire qu'il fonctionnera avec de nombreux autres virus. Cela pourrait être une thérapeutique dans les cas où le vaccin n'est pas une option, comme l'exposition à une souche imprévue, ou avec des patients immunodéprimés."

Le projet est une collaboration entre des chercheurs du Centre de biotechnologie et d'études interdisciplinaires (CBIS) de Rensselaer et plusieurs institutions de Corée du Sud, dont l'Université nationale de Kyungpook. Auteur principal Seok-Joon Kwon, un chercheur scientifique du CBIS, coordonné le projet au-delà des frontières, permettant aux institutions sud-coréennes de tester un médicament conçu et caractérisé à Rensselaer. Les auteurs comprenaient Kwon, Linhardt, Ravi S. Kane, Jonathan S. Dordick, Marc Douaisi, et Fuming Zhang à Rensselaer; et les chercheurs coréens Kyung Bok Lee, Dong Hee Na, Jong Hwan Kwak, Parc Eun Ji, Parc Jong-Hwan, Hana Youn, et Chang-Seon Song.

Pour accéder à l'intérieur d'une cellule et se répliquer, la grippe A doit d'abord se lier à la surface cellulaire, puis se libérer. Il se lie à la protéine hémagglutinine, et des sections liées à l'enzyme neuraminidase. La grippe A produit de nombreuses variations chacune de l'hémagglutinine et de la neuraminidase, qui sont tous des antigènes au sein de l'agent pathogène qui provoquent une réponse du système immunitaire. Les souches de grippe A sont caractérisées selon la variation d'hémagglutinine et de neuraminidase qu'elles portent, ainsi l'origine des désignations familières H1N1 ou H3N2.

Des médicaments pour contrer le virus existent, mais tous sont vulnérables à l'évolution antigénique continuelle du virus. Un vaccin annuel n'est efficace que s'il correspond à la souche de virus qui infecte le corps. Et le virus a montré une capacité à développer une résistance à une classe thérapeutique basée sur les inhibiteurs de la neuraminidase, qui se lient à la neuraminidase et la bloquent.

La nouvelle solution cible un aspect de l'infection qui ne change pas :toutes les variétés d'hémagglutinine de la grippe A doivent se lier à l'acide sialique humain. Pour piéger le virus, l'équipe a conçu un dendrimère, une nanoparticule sphérique avec des branches arborescentes émanant de son noyau. Sur les branches les plus externes, ils attachaient des molécules, ou "ligands, " de l'acide sialique.

La recherche a révélé que la taille du dendrimère et l'espacement entre les ligands font partie intégrante de la fonction de la nanoparticule. L'hémagglutinine se présente en grappes de trois, ou « trimmers, " à la surface du virus, et les chercheurs ont découvert qu'un espacement de 3 nanomètres entre les ligands entraînait la liaison la plus forte aux trimères. Une fois lié au dendrimère densément tassé, la neuraminidase virale est incapable de rompre le lien. La couche du virus contient des millions de trimères, mais la recherche a révélé que seuls quelques liens poussent le virus à décharger sa cargaison génétique et finalement à s'autodétruire.

Une approche différente, utilisant une nanoparticule moins structurée, avait déjà été testé dans des recherches indépendantes, mais la nanoparticule sélectionnée s'est avérée à la fois toxique, et pourrait être inactivé par la neuraminidase. La nouvelle approche est beaucoup plus prometteuse.

« La principale réalisation a été de concevoir une architecture optimisée pour se lier si étroitement à l'hémagglutinine, la neuraminidase ne peut pas se faufiler et libérer le virus, " a déclaré Linhardt. " Il est piégé. "