Les nanotechnologies s’attaquent aux virus

Ils font rarement la une des médias et pourtant, ils provoquent d’importants dégâts. Certes, les virus respiratoires, et notamment les rhinovirus (responsables du rhume), ne génèrent la plupart du temps que des infections bénignes. Mais, chez les personnes fragiles, ces maladies peuvent occasionner des complications (pneumonie, bronchiolite, etc.) pouvant être mortelles. Pourtant on ne dispose d’aucun vaccin contre ces agents pathogènes – à l’exception de celui qui est responsable de la grippe – et l’on manque de traitements antiviraux appropriés.

C’est pourquoi des chercheurs lémaniques ont entrepris de développer des antiviraux susceptibles de lutter contre un large spectre de virus respiratoires. Ce travail a valu à trois d’entre eux, Caroline Tapparel Vu, virologue et professeure-assistante au Département de microbiologie et médecine moléculaire de l’Université de Genève (UNIGE), Laurent Kaiser, chef de service des maladies infectieuses aux Hôpitaux universitaires de Genève (HUG) et Francesco Stellacci, professeur à l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), de recevoir l’un des prix scientifiques Leenaards 2016 qui leur permettra de poursuivre leurs recherches.

Fausse serrure

Nos voies respiratoires sont intérieurement tapissées de cellules munies de minuscules cils et d’autres qui secrètent du mucus. Lorsqu’un virus respiratoire pénètre dans notre nez, notre bouche ou nos yeux, il est «piégé par le mucus, puis chassé par les cils qui l’envoient dans le système digestif où il est éliminé», explique Caroline Tapparel Vu. Toutefois, il arrive parfois à franchir cet obstacle. Il s’accroche alors aux cellules ciliées grâce à un récepteur, une «serrure» dans laquelle il se loge à l’aide d’une protéine de surface que l’on pourrait comparer à une clé. Une fois en place, il s’ouvre et introduit son matériel génétique dans la cellule, ce qui lui permet de se multiplier. C’est ce mécanisme que les chercheurs ont entrepris de bloquer en fabriquant ce que Caroline Tapparel Vu nomme une «fausse serrure».

Nanoparticules d’or

L’originalité de la méthode concoctée par les chercheurs tient au matériau utilisé pour fabriquer ce leurre. Il s’agit de nanoparticules, de petites boules infiniment petites – dix mille fois plus petites qu’un cheveu – sur lesquelles est placé le récepteur cellulaire. Lorsque le virus s’y fixe, il se croit en présence d’une serrure «authentique». Il se désintègre et il est détruit. En outre, s’il tente de ruser en mutant sa clé, «celle-ci n’est plus fonctionnelle et ne lui permet plus de s’accrocher à une “vraie” serrure», précise la chercheuse.

Les premières nanoparticules élaborées à cette fin par l’EPFL étaient faites en or. La virologue les a testées en les mettant en présence de virus respiratoires «prélevés chez des patients des HUG», souligne-t-elle. Elle a alors constaté que les microbes étaient détruits et que les nanoparticules ne présentaient «aucune toxicité» pour les tissus respiratoires qui ont servi de support à l’expérience.

Cependant, même si l’or n’est pas délétère, il est préférable de le remplacer par un matériau biodégradable. La chercheuse compte donc tester «des particules à base de sucres, qui sont déjà d’ailleurs utilisées dans des sprays désodorisants».

Lutter contre Ebola ou Zika

Si la méthode fait la preuve de son efficacité virucide, on peut imaginer y avoir recours à titre préventif. L’entourage d’une personne souffrant d’une infection respiratoire pourrait s’en protéger, soit en utilisant un spray nasal, soit en vaporisant des nanoparticules dans l’habitation. Une autre solution, qui a la préférence de la microbiologiste, serait d’utiliser ces nanoparticules comme traitement pour neutraliser le microbe «au début de l’infection» et l’empêcher de se multiplier.

Les virus respiratoires ne sont d’ailleurs pas les seuls visés. Les auteurs de cette étude espèrent élaborer des leurres capables de mimer les récepteurs partagés par un grand nombre de virus afin d’obtenir des antiviraux à large spectre, «à l’image des antibiotiques qui peuvent lutter contre différentes bactéries». Ils ont déjà en ligne de mire les virus neurotropes (qui s’attaquent aux cellules nerveuses), mais aussi des pathogènes émergents comme Ebola ou Zika.

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En vidéo

Combattre les virus respiratoires grâce au monde de l’infiniment petit (Prix Leenaards scientifique 2016).

https://vimeo.com/156652524