Des scientifiques « ressuscitent » les peptides antimicrobiens éteints des Néandertaliens et des Dénisoviens

Jul 08, 2023

La désextinction moléculaire pourrait ouvrir la voie à la découverte de médicaments en réintroduisant des molécules bioactives qui ne sont plus codées par les organismes vivants.

Les peptides humains archaïques présentent des activités antimicrobiennes in vitro et in vivo avec une faible toxicité pour l'hôte. Crédit image : Ella Marushchenko.

Les génomes humains et les génomes de nos anciens ancêtres expriment des protéines aux propriétés antimicrobiennes naturelles.

La désextinction moléculaire suppose que ces molécules pourraient être des candidats privilégiés pour de nouveaux médicaments sûrs.

Naturellement produites et sélectionnées au cours de l’évolution, ces molécules offrent des avantages prometteurs par rapport à la découverte moléculaire utilisant uniquement l’IA.

« Nous devons voir grand dans la recherche sur les antibiotiques », a déclaré le Dr Cesar de la Fuente, chercheur à l'Université de Pennsylvanie.

« Plus d’un million de personnes meurent chaque année d’infections pharmacorésistantes, et ce chiffre devrait atteindre 10 millions d’ici 2050. »

« Il n'y a pas eu de véritable nouvelle classe d'antibiotiques depuis des décennies, et nous sommes si peu nombreux à nous attaquer à ce problème que nous devons penser à plus que de nouveaux médicaments. Nous avons besoin de nouveaux cadres.

Dans l’étude, les auteurs ont exploré les expressions protéomiques de deux hominidés disparus – les Néandertaliens et les Dénisoviens – et ont trouvé des dizaines de petites séquences protéiques dotées de qualités antibiotiques.

Leur laboratoire a ensuite travaillé à la synthèse de ces molécules, redonnant ainsi vie à ces produits chimiques disparus depuis longtemps.

"L'ordinateur nous donne une séquence d'acides aminés", a déclaré le Dr de la Fuente.

« Ce sont les éléments constitutifs d’un peptide, une petite protéine. Nous pouvons ensuite fabriquer ces molécules en utilisant une méthode appelée « synthèse chimique en phase solide ».

"Nous traduisons la recette des acides aminés en une véritable molécule, puis la construisons."

Les chercheurs ont ensuite appliqué ces molécules à des agents pathogènes dans une boîte et chez des souris pour tester la véracité et l'efficacité de leurs prédictions informatiques.

«Ceux qui ont fonctionné ont plutôt bien fonctionné», a déclaré le Dr de la Fuente.

"Dans deux cas, les peptides étaient comparables, voire meilleurs, aux soins standards."

"Ceux qui n'ont pas fonctionné nous ont aidé à comprendre ce qui devait être amélioré dans nos outils d'IA."

« Nous pensons que cette recherche ouvre la porte à de nouvelles façons de penser les antibiotiques et la découverte de médicaments, et cette première étape permettra aux scientifiques de les explorer avec une créativité et une précision croissantes. »

Une fois la désextinction établie pour ces molécules, les scientifiques explorent désormais de manière réfléchie les conséquences de la résurrection du passé.

« Nous ouvrons une toute nouvelle voie pour en apprendre davantage sur la manière dont notre corps prévient et combat les maladies », a déclaré le Dr de la Fuente.

"Nous discutons avec des bioéthiciens de ce que signifie redonner vie au matériel génétique", a-t-il ajouté.

« Nous le faisons pour la médecine, mais que se passe-t-il si quelqu'un d'autre ressuscite quelque chose de toxique ou de nocif ?

« Nous collaborons également avec des avocats spécialisés en brevets. Les séquences peptidiques actuelles ne sont pas brevetables par la loi. Mais qu’en est-il de ceux que nous recréons à partir d’organismes disparus ?

L'étude est publiée dans la revue Cell Host & Microbe.

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Jacqueline RMA Maasch et al. 2023. Désextinction moléculaire d’anciens peptides antimicrobiens rendue possible par l’apprentissage automatique. Cell Host & Microbe 31 (8): 1260-1274; est ce que je: 10.1016/j.chom.2023.07.001