Les scientifiques déterminent 1000 structures protéiques de maladies mortelles

Travailler ensemble, Deux organisations scientifiques ont franchi une étape clé plus tôt que prévu: en utilisant la cristallographie aux rayons X et la résonance magnétique nucléaire pour sonder au niveau atomique, elles ont déterminé la structure de 1 000 protéines provenant de plus de 40 organismes responsables de maladies mortelles chez l'homme. la lèpre, la tuberculose, le choléra, l'anthrax, la peste, la salmonellose, la dysenterie amibienne et la grippe. Les connaissances acquises devraient aider à améliorer le diagnostic de la maladie et la découverte de nouveaux médicaments.
Une déclaration conjointe publiée la semaine dernière indique que des équipes de scientifiques du Centre de génomique structurelle des maladies infectieuses (CSGID) et du Centre de génomique structurale pour maladies infectieuses de Seattle (SSGCID) travaillent dans ce sens depuis 2007. Les équipes comprennent maintenant 200 scientifiques.
Leur travail est financé par des contrats de cinq ans de l'Institut national des maladies allergiques et infectieuses (NIAID), qui fait partie des National Institutes of Health (NIH) aux États-Unis.
Le Dr Wayne Anderson, professeur de pharmacologie moléculaire et de chimie biologique à la Feinberg School of Medicine de la Northwestern University, dirige le CSGID, un consortium international qui comprend des centres de recherche des États-Unis, du Royaume-Uni et du Canada. Il a dit aux médias que:
"La détermination des structures protéiques peut aider les chercheurs à trouver des cibles potentielles pour de nouveaux médicaments, des enzymes essentielles et des vaccins potentiels."
Le Dr Peter J Myler, de l’Institut de recherche biomédicale de Seattle (Seattle BioMed) et professeur de recherche en santé mondiale au Département d’éducation médicale et d’informatique biomédicale de l’Université de Washington à Seattle. Il a dit:
"L'importance de ce travail est soulignée par plus de 80 articles scientifiques publiés par les deux centres, qui présentent également de nouvelles méthodologies développées par chaque centre."
Les équipes ont sélectionné les protéines en fonction de leur pertinence biomédicale et de leur potentiel pour améliorer le traitement et le diagnostic. Un tiers d'entre eux étaient des demandes directes de chercheurs travaillant sur les maladies infectieuses.
Le processus commence par la sélection des protéines cibles en utilisant la bioinformatique, puis en clonant leurs gènes dans des bactéries pour produire, purifier et cristalliser les protéines. Après cela, ils sont envoyés à 9 centres différents aux États-Unis et au Canada pour la diffraction des rayons X.
Anderson a déclaré qu'ils "préparent le terrain" pour la découverte de médicaments.
Le travail est particulièrement important car de plus en plus de bactéries pathogènes deviennent de plus en plus résistantes aux médicaments actuels. La superbactérie SARM (Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline), par exemple, est maintenant résistante aux antibiotiques comme la pénicilline et les céphalosporines.
La bactérie responsable de la tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) présente également des souches multirésistantes (TB-MR). Il s’agit d’un problème de santé mondial croissant qui est devenu plus grave en raison des cas récents de souche ultrarésistante (XDR-TB) en provenance de l’Inde.
L’Organisation mondiale de la santé (OMS) et d’autres agences mondiales ont appelé les communautés scientifiques à travailler ensemble pour trouver de nouveaux médicaments plus efficaces contre la tuberculose et les souches résistantes en particulier.
Une approche consiste à changer les médicaments actuels afin que les bactéries ne les reconnaissent pas: cela rendrait les médicaments puissants une fois de plus. Pour ce faire, les scientifiques ont besoin de plus d'informations sur la structure tridimensionnelle des protéines ciblées par les médicaments. Voir comment les atomes sont disposés dans l'espace et comment ils interagissent les uns avec les autres est précieux pour les chercheurs qui tentent de déterminer comment les bactéries développent une résistance.
Les équipes ont résolu 22 M. tuberculosis structures de protéines, et 126 autres structures d'autres Mycobacterium espèce. Ces autres espèces provoquent des maladies telles que la lèpre, l'ulcère de Buruli et des infections pulmonaires chez les patients atteints du SIDA.
Lorsque les deux équipes ont obtenu leur premier financement NIH en 2007, elles pensaient pouvoir déterminer 750 structures en cinq ans: mais le besoin désespéré de données les a poussées à dépasser cet objectif et à atteindre 1 000.
L'une des raisons de leur succès est la rapidité et l'efficacité de la technologie, comme l'a expliqué Anderson:
"Avant, il fallait quatre ans pour déterminer une structure, maintenant nous pouvons en faire environ trois par semaine."
Une fois qu'une structure protéique est résolue, les scientifiques mettent les données dans la banque de données sur les protéines soutenue par le NIH, à laquelle d'autres scientifiques peuvent accéder gratuitement. Les structures peuvent également être consultées sur les sites Web CSGID et SSGCID. Les scientifiques peuvent également remplir des formulaires sur ces sites pour proposer de nouvelles cibles protéiques.
De plus, les deux centres distribuent également librement les clones d’expression protéique via le référentiel de ressources de recherche Biodefense et Emerging Infections, financé par le NIH.
Écrit par Catharine Paddock PhD

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