SIDA: La maturation du virus décryptée pour la première fois – PNAS

En utilisant des modèles mathématiques hyper-puissants, ces bio-informaticiens de l'Hospital del Mar Medical Research Institute (MIGI) viennent de montrer comment une protéine responsable de la maturation du virus, la protéase du VIH, se libère pour déclencher l'infection. Ces résultats, publiés dans l'édition du 4 décembre des Actes de l'Académie des Sciences américaine (PNAS), sont cruciaux pour la conception de futurs médicaments antirétroviraux.

Les chercheurs du MIGI et de l'Université Pompeu Fabra ont utilisé des techniques de simulation moléculaire pour reconstituer cette étape spécifique dans la maturation des virions VIH c'est-à-dire, pour comprendre comment les nouvelles particules virales (virions) d'abord inertes deviennent infectieuses, ce qui explique comment le virus se réplique.

Les virions du VIH se développent et deviennent infectieux à la suite de l'action de la protéine appelée protéase du VIH. Cette protéine agit comme une paire de ciseaux, elle coupe la longue chaîne des protéines liées qui forment le VIH en protéines individuelles qui seront la base ensuite de nouveaux virions infectieux. L'un des aspects les plus intrigants du processus de maturation du VIH est de trouver, expliquent les auteurs, comment la protéase ou protéine-ciseaux du VIH se libère pour la première fois, alors qu'elle fait au départ partie des longues chaînes de protéines qui constituent de nouveaux virions du VIH.

Pourrait-on arrêter le processus de maturation ? En utilisant un logiciel de simulations moléculaires (ACEMD pour Accelerating Biomolecular Dynamics in the Microsecond Time Scale) et une technologie connue sous le nom deGPUGRID.net*, l'équipe montre que les premières protéines-ciseaux se libèrent à partir du milieu des chaînes de protéines. Elles le font en reliant l'une de leurs extrémités à leur propre site actif, puis coupent la liaison chimique qui les relie au reste de la chaîne. Il s'agit de la première étape du processus de maturation du VIH. Si la protéase du VIH pouvait être arrêtée pendant le processus de maturation, cela empêcherait les particules virales ou virions d'atteindre leur maturité et donc l'infection de progresser.

*GPUGRID.net est une plate-forme informatique qui exploite la puissance de traitement de milliers d'accélérateurs fournis par ordinateurs et mis à la disposition des chercheurs. C'est en somme un superordinateur virtuel à la puissance de calcul 10 fois supérieure à celle d'ordinateurs à base de processeurs. GPUGRID réduit les coûts de recherche en offrant un niveau de puissance de calcul auparavant uniquement disponible avec des supercalculateurs dédiés coûtant plusieurs millions de dollars.
Au-delà de l'utilisation de l'outil, cette découverte dans le processus de maturation du VIH fournit une nouvelle voie pour la conception de futurs médicaments ciblant ce mécanisme moléculaire et permet une meilleure compréhension d'une étape cruciale dans le cycle de vie du VIH, un virus qui attaque directement et affaiblit le système immunitaire humain, le rendant vulnérable à toute une gamme d'infections.

Source: PNAS DOI:10.1073/pnas.1210983109 Kinetic characterization of the critical step in HIV-1 protease maturation