Vaincre le coronavirus

« J'ai toujours été curieuse des choses qui m'entourent. Je me demande toujours ce qu'est ceci et cela, comment ça marche et pourquoi ? elle dit. « Parfois, j'ai l'impression d'être un enfant de 3 ans qui découvre le monde. Je suis excité quand j'apprends quelque chose de nouveau.

Rosas Lemus a obtenu son doctorat à l'Université nationale autonome du Mexique. Elle a fait sa première recherche postdoctorale à l'Illinois Institute of Technology à Chicago et à partir de là, elle a poursuivi ses recherches à Northwestern.

C'est là qu'elle s'est intéressée à l'étude de la structure des protéines métaboliques des micro-organismes, liée aux maladies infectieuses et à la résistance aux antimicrobiens.

« Nous n'avons pas suffisamment d'outils pour concevoir de nouveaux médicaments », dit-elle. « Si vous avez une infection bactérienne, la première chose que font les médecins est de vous donner des antibiotiques, mais ils ne sont pas très efficaces et nous manquons de médicaments pour traiter les infections graves causées par des agents pathogènes résistants aux antimicrobiens. Il existe de nombreuses espèces qui évoluent pour résister de plus en plus. Donc, c'est un fardeau qui ne fait que s'accumuler et c'est très grave.

Rosas Lemus effectuait des recherches postdoctorales au Center for Structural Genomics of Infectious Diseases de Northwestern lorsque le COVID-19 a frappé. Par mandat du NIH, elle et son équipe ont commencé à étudier les protéines virales COVID-19 sur la base de ce qui était connu du virus du SRAS.

«Ce que nous faisons là-bas, c'est déterminer la structure des protéines importantes pour la pathogenèse ou la résistance antimicrobienne des micro-organismes», dit-elle. « Le but est d'analyser ces structures et de développer de nouvelles thérapeutiques, comme des médicaments ou des vaccins. L'idée est que si un micro-organisme produit une protéine essentielle à la réplication ou à la pathogenèse, nous pourrions utiliser cette protéine comme une bonne cible. Si nous inhibons cette protéine, nous pouvons soit empêcher le comportement pathogène, soit la réplication ou la colonisation de l'hôte.

Étudier la structure des protéines, c'est comme regarder une carte qui pointe vers un site actif, explique Rosas Lemus. "Ou, parfois, ils vous indiquent d'autres sites qui sont importants pour interagir avec d'autres protéines ou qui sont exposés, vous pouvez donc les utiliser pour développer des vaccins, par exemple."

Dans COVID-19, c'est la structure de la protéine de pointe située à l'extérieur d'un coronavirus que les scientifiques ont utilisée pour développer des vaccins à ARNm, comme ceux créés par Pfizer-BioNTech et Moderna, et des vaccins à sous-unités protéiques (Novavax).

À l'UNM, les recherches financées par les NIH de Rosas Lemus sont tournées vers l'avenir.

"Nous avons maintenant des vaccins et des médicaments qui inhibent la réplication des coronavirus", dit-elle. « Cependant, l'histoire naturelle des micro-organismes pathogènes nous a appris que l'évolution favorise la résistance et certaines études montrent que les coronavirus pourraient développer une résistance aux traitements actuels.

«Nous devons donc résoudre ce problème en ciblant différentes parties du cycle de réplication virale qui sont moins susceptibles de développer des mutations, ce qui peut entraîner une résistance. Ensuite, chaque fois qu'une autre crise de coronavirus ou une autre épidémie survient, nous sommes prêts à y faire face car nous aurons des vaccins d'un côté mais aussi d'autres médicaments qui pourraient aider à prévenir la propagation de la maladie.

L'un des objectifs de ses recherches est de mieux comprendre l'interaction de protéines spécifiques du SRAS-COV-2 (le virus responsable de la COVID-19) avec d'autres protéines de l'hôte.

"Les coronavirus ont besoin à la fois de protéines virales et de protéines hôtes pour la réplication et nous savons que certaines de ces interactions sont essentielles pour soutenir la réplication virale et l'infection", dit-elle.

«Les coronavirus ont un énorme complexe de réplication de l'ARN viral formé d'au moins cinq protéines différentes. Cependant, la voie métabolique qui suit la réplication et son organisation ne sont pas bien décrites. Je suis intéressé à comprendre la régulation et l'organisation de cette voie, appelée Capping, car il s'agit d'un processus essentiel que le virus utilise pour se cacher de la surveillance immunitaire de la cellule hôte.

Rosas Lemus dit que la dernière étape de la voie métabolique est le complexe nsp16-nsp10, qui a un taux de mutation très faible. Pour cette raison, elle dit que c'est un bon candidat pour le développement de médicaments.

"Pendant la pandémie, je me suis concentrée sur l'étude de la structure et de l'activité de ce complexe", dit-elle. "Maintenant, mes recherches visent à comprendre comment nsp16-nsp10 interagit avec d'autres protéines virales dans la cellule. Est-ce que ce complexe interagit également avec les protéines de l'hôte, peut-on déterminer la structure de ces complexes et développer un inhibiteur spécifique qui cible ces interactions, et enfin quelles sont les conséquences de la capture des protéines de l'hôte et des voies métaboliques au profit de la réplication virale sur l'hôte métabolisme?"

La dernière question est très importante, dit-elle, car cette recherche pourrait permettre de mieux comprendre pourquoi les personnes atteintes de maladies métaboliques, comme le diabète ou le syndrome métabolique, ont de moins bons résultats avec le COVID-19. "Ensuite, nous pourrions rechercher d'autres traitements spécifiques à ces conditions."

Rosas Lemus dit qu'il est essentiel de combiner ses recherches avec ce que nous savons déjà sur le COVID-19.

"Pour être un bon scientifique, nous devons être humbles, ouverts et communiquer avec d'autres disciplines", dit-elle. "Nous ne pouvons pas tout savoir, mais nous pouvons toujours apprendre quelque chose de nouveau et ouvrir la porte à des idées plus brillantes."