Plus de 350 agents pathogènes humains, et la majorité des agents étiologiques des maladies émergentes ou ré-émergentes sont des virus à ARN : gastro-entérite (>1 million de décès annuels) ; rougeole (>45 millions de cas annuels, et >1 million de décès annuels) ; grippe (>100 millions de cas annuels) ; dengue (300 millions de cas annuels) ; entérovirus et encéphalite (plusieurs millions de cas de méningite par an) ; hépatite C (>150 millions de personnes infectées dans le monde).
La crise du SRAS a montré l’ampleur de l’impact économique d’une épidémie provoquée par un virus émergent. De nouvelles menaces liées au bio-terrorisme, qui compte certains virus mortels à ARN dans son arsenal, ne fait qu’accroître l’obligation des gouvernements à prendre des mesures coûteuses de protection. Pour faire face à ces défis, et devant la rareté et la faible efficacité des traitements existants, les scientifiques doivent travailler à la découverte de nouvelles molécules aussi bien thérapeutiques que prophylactiques contre ces virus à ARN. Les stratégies communément utilisées pour le développement des médicaments antiviraux sont principalement basées sur des études de la génétique et de la structure des virus. Cependant, paradoxalement ce n’est que très récemment que ces études ont été considérées comme une priorité.
Pour répondre à ces besoins, des experts européens des virus à ARN, de la biologie et de la génomique structurales, ainsi que des participants équipés de laboratoires P4 de haute sécurité, se sont regroupés pour former le consortium VIZIER. La nécessité, ainsi que la faisabilité d’un programme concerté de détermination de structures sont désormais établies, comme en témoigne le développement des protocoles pour la production de protéines à haut-débit (HTP), facilité par des projets nationaux et européens tels que SPINE. Le consortium VIZIER caractérisera les virus à ARN qui n’incluent pas une étape d’ADN dans leur cycle réplicatif. Ces virus forment trois classes génétiquement différentes, que sont les virus à ARN double brins, et les virus à ARN simple brin à polarité positive ou négative (dsRNA, ssRNA+ et ssRNA- respectivement). Les mécanismes réplicatifs des ces virus sont profondément différents et utilisent des machineries moléculaires encore mal caractérisées. Spécifiques des virus, ces machineries moléculaires essentielles sont des composantes virales hautement conservés et représentent par conséquent les cibles les plus attrayantes pour la thérapie antivirale.
Le consortium caractérisera donc les enzymes et protéines clés de la machinerie de réplication issues de 300 virus à ARN soigneusement choisis et comprenant notamment les souches d’intérêt médical. Ces protéines incluent les polymérases, hélicases, enzymes de ’capping’, NTPases et protéases, ainsi que les protéines réplicatives auxiliaires.
De plus, la comparaison de leur séquence, structure, et fonction, doit significativement accroître notre compréhension des mécanismes fondamentaux de réplication non seulement des virus étudiés, mais également de la plupart des familles de virus à ARN. En comparaison avec d’autres projets similaires (de génomique structurale), la particularité du projet VIZIER est d’intégrer l’effort principal centré sur la structure des protéines dans une large étude multidisciplinaire, ayant la virologie en amont et la validation de cible (conception de prototypes de médicaments) en aval. En conséquence, le programme du projet VIZIER est structuré en 5 sections scientifiques dont chacune interagit avec les autres :
(i) Bioinformatique, pour l’annotation de génomes, le choix des cibles virales et l’intégration des données ; (ii) Production de virus et séquençage des génomes ; (iii) Production de protéines en HTP (1200-1800 cibles) ; (iv) Cristallisation en HTP et caractérisation structurale et (v) Validation de cibles, pour évaluer la fonction des enzymes et concevoir des stratégies pour l’inhibition des virus.
De nouveaux outils de production des protéines virales, ainsi que la mise en réseau des données multicentriques de cristallographie par diffraction des rayons X seront développés puis validés. Non restreinte aux participants du projet, cette diffusion rapide à l’échelle de l’Europe, des connaissances et expertises accumulées, pourra concerner d’autres pays qui ne seraient pas initialement impliqués dans des projets de génomique structurale.
Résumé
