Interactions nucléoprotéines-phosphoprotéines dans l'assemblage des nucléocapsides du virus respiratoire syncytial : déchiffrer les mécanismes et explorer le développement d'antiviraux. – PneumoPEPS

Les infections par le virus respiratoire syncytial humain (VRSh) touchent principalement les nourrissons, les personnes âgées et les patients immunodéprimés. Elles sont une cause majeure de morbidité et de mortalité dans le monde entier et représentent un fardeau social et économique important. Cependant, nous n'avons pas encore une bonne compréhension des mécanismes moléculaires clés de sa réplication. Bien qu'une nouvelle génération d'anticorps monoclonaux prévenant les infections graves par le VRSh chez les nourrissons soit désormais disponible, il n'existe toujours pas d'options thérapeutiques pour la grande majorité de la population, y compris les patients vulnérables exposés à des infections graves. La mise au point de nouveaux antiviraux pour traiter les infections par le VRSh, qu'elles soient prophylactiques ou curatives, reste un besoin sociétal et médical important.
Dans PneumoPEPS, nous nous concentrons sur l'encapsidation de l'ARN viral par la nucléoprotéine (N) pour former de nouvelles nucléocapsides (NC), une étape essentielle du cycle de réplication du virus. Dans ce processus, la production de N sans ARN non assemblé (N0) nécessite une interaction avec la phosphoprotéine (P), suivie de son transfert et de sa polymérisation sur un ARN nouvellement synthétisé.
L'assemblage de la NC implique des interactions protéine-protéine faisant intervenir deux Short Linear Motifs (SliMs) qui se lient à des surfaces superposées de la protéine N. L'un est situé à l'extrémité N-terminale de la protéine N, appelé bras N-terminal (NNT-ARM), et stabilise l'assemblage polymérique de la protéine N en se liant à la surface de la protéine N voisine. L'autre est situé à l'extrémité N-terminale de la protéine P et agit comme un chaperon moléculaire (PCHAP) pour N0. Au cours de la réplication virale, PCHAP se dissocie de N, ce dernier est transféré à un ARN néosynthétisé où il s'assemble à la NC en croissance, notamment par l'attachement de NNT-ARM sur la dernière protéine N déjà incorporée.
Dans ce projet, nous émettons les hypothèses suivantes: (1) le processus d'assemblage des NCs du VRSh est contrôlé par la compétition entre ces deux SLiMs PCHAP et NNT-ARM pour la liaison à N; (2) interférer avec l'une ou l'autre de ces interactions bloque la réplication du virus; (3) des peptides avec des séquences correspondant à ces SLiMs sont les premiers composés actifs pour inhiber ces interactions; et (4) les séquences naturelles des SLiMs n'ont pas évolué pour avoir la plus forte affinité pour leur partenaire, mais pour créer un équilibre entre N0 et N-ARN qui optimise transcription et réplication virale. Ces affinités peuvent donc être augmentées artificiellement.
Pneumopeps propose :
(1) D’utiliser une approche intégrative combinant la conception computationnelle, l'évolution dirigée et les essais cellulaires pour identifier des peptides et des miniprotéines de haute affinité ciblant la protéine N (WP1).
(2) De sélectionner des peptides ayant des affinités variées pour la protéine N et caractériser leurs interactions à l'aide de méthodes biophysiques et structurales (WP2).
(3) D’évaluer les capacités antivirales des meilleurs candidats dans des essais d'infection cellulaire et murine (WP3).
Nous testerons ainsi l'hypothèse selon laquelle la force et la dynamique des interactions entre les SLiMs et N contrôlent l'assemblage des NC et nous générerons un modèle quantitatif de ce processus. Nous démontrerons que l'interférence avec l'assemblage des NC bloque la réplication virale, en exploitant les inhibiteurs déjà identifies par nos travaux préliminaires.
Ces recherches ouvriront la voie au développement de peptides et de miniprotéines antivirales pour traiter les infections par le VRS humain.