Les chercheurs ont découvert que l’étude des protéines à la température corporelle révèle de nouveaux sites de liaison aux médicaments, révolutionnant potentiellement la conception des médicaments en fournissant des informations plus pertinentes sur le plan physiologique sur la structure des protéines. Crédit : Issues.fr.com
Les scientifiques ont découvert que les protéines changent de forme à la température du corps, révélant ainsi de nouveaux sites de liaison aux médicaments. Cette découverte, réalisée grâce à la cryomicroscopie électronique, pourrait révolutionner le développement de médicaments en fournissant des structures protéiques plus précises pour la conception de médicaments.
Certaines protéines changent de forme en réponse aux variations de température, révélant ainsi des sites de liaison auparavant cachés pour les médicaments.
Les résultats, publiés dans Nature, pourrait révolutionner de larges pans de la biologie en modifiant fondamentalement la manière dont la structure des protéines est étudiée et exploitée pour la conception de médicaments. L'étude a été dirigée par Juan Du, Ph.D., et Wei Lü, Ph.D. de l'Institut Van Andel.
Les protéines sont généralement étudiées à basse température pour garantir leur stabilité. Cependant, la nouvelle étude démontre que certaines protéines sont très sensibles à la température et changent de forme lorsqu’elles sont observées à la température corporelle.
« Depuis longtemps, les méthodes que nous utilisons pour étudier les protéines nécessitent qu'elles soient froides ou congelées. Mais dans le monde réel, les protéines humaines existent et fonctionnent à la température du corps », a expliqué Du. « Notre étude décrit une nouvelle façon d'étudier les protéines à la température corporelle et révèle que certaines protéines modifient radicalement leurs structures lorsqu'elles sont chaudes, ouvrant ainsi de nouvelles opportunités pour le développement de médicaments guidés par la structure. »
Le rôle des protéines dans le développement de médicaments
Les protéines sont les bêtes de somme moléculaires du corps. Leur forme détermine la façon dont ils interagissent avec d’autres molécules pour accomplir leur travail. En déterminant la structure des protéines, les scientifiques peuvent créer des plans qui guideront le développement de médicaments plus efficaces, un peu comme les serruriers conçoivent des clés adaptées à des serrures spécifiques.
Bien qu’il soit bien connu que la température affecte la fonction moléculaire du corps, l’étude des protéines à température physiologique reste un défi technologique. L'étude d'aujourd'hui réalisée par les laboratoires Du et Lü détaille comment ils ont surmonté ces problèmes et fournit aux scientifiques une feuille de route pour y parvenir dans leurs propres expériences.
Les protéines sont généralement étudiées à basse température. Cependant, de nouvelles découvertes des laboratoires du Dr Juan Du et du Dr Wei Lu de l'Institut Van Andel démontrent que certaines protéines, telles que TRPM4, sont très sensibles à la température et changent de forme lorsqu'elles sont observées à la température corporelle. Ce changement peut exposer des sites de liaison auparavant cachés pour les médicaments. Crédit : Avec l’aimable autorisation du Du Lab et du Lü Lab, Van Andel Institute
L'étude s'est concentrée sur une protéine appelée TRPM4, qui soutient la fonction cardiaque et le métabolisme, y compris la libération de insuline. En tant que tel, TRPM4 est lié aux accidents vasculaires cérébraux, aux maladies cardiaques et au diabète, entre autres problèmes de santé.
Pour visualiser TRPM4 à la température corporelle, l’équipe a exploité la puissante suite de microscopes cryoélectroniques (cryo-EM) de VAI, qui permettent aux scientifiques de congeler des protéines et d’assembler des images détaillées de leurs structures. Plutôt que d'utiliser un échantillon à basse température, le chercheur postdoctoral Jinhong Hu, Ph.D., et ses collègues des laboratoires Du et Lü ont chauffé l'échantillon à la température corporelle avant de le surgeler. Ce faisant, ils ont découvert que les ligands – des molécules qui se lient aux protéines – interagissent avec des sites totalement différents sur TRPM4 à température corporelle qu’à des températures plus basses.
Les implications de l'étude d'aujourd'hui sont considérables et renforcent l'importance d'étudier les protéines à la température corporelle pour garantir l'identification des sites de liaison des médicaments physiologiquement pertinents.
Les données cryo-EM ont été collectées au Cryo-EM Core et à la suite de microscopie cryo-électronique David Van Andel.
Les recherches rapportées dans cette publication ont été financées par le National Heart, Lung and Blood Institute du Instituts nationaux de la santé sous le numéro de sentence. R01HL153219 (Lü); l'Institut national des troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux des National Institutes of Health sous le numéro de récompense. R01NS112363 (Lü), R01NS111031 (Du) et R01NS129804 (Du) ; une bourse de recherche Klingenstein-Simons en neurosciences (Du); une bourse de recherche Alfred P. Sloan en neurosciences (Du); un Pew Scholar en sciences biomédicales du Pew Charitable Trusts (Du) ; un prix McKnight Scholar (Du); et l'American Heart Association sous le numéro de récompense. 24POST1196982 (Hu).
