Les chercheurs de Würzburg utilisent une nouvelle technique d'analyse pour mieux cibler les infections virales. Ils ont pu montrer que les cellules infectées par un virus produisent beaucoup plus de protéines et de peptides liés à l'infection que prévu.
Les chercheurs présentent une nouvelle technologie d'analyse
Les chercheurs de Würzburg utilisent une nouvelle technique d'analyse pour mieux cibler une infection virale. Ils ont pu montrer que les cellules infectées par un virus produisent beaucoup plus de protéines et de peptides liés à l'infection que prévu. Les cytomégalovirus sont généralement inoffensifs pour les adultes. Cependant, pendant la grossesse, elles peuvent être transmises de la mère à l'enfant et provoquer de graves malformations chez l'enfant à naître. Dès que ces virus ont pénétré dans une cellule humaine, ils commencent à produire de grandes quantités de protéines propres au virus. Cela comprend plus de 500 protéines et peptides différents. La science n'en connaît pas encore plus de 200. C'est ce que révèle une nouvelle méthode d'analyse bioinformatique développée au département de virologie de l'université Julius Maximilian de Würzburg (JMU). Les équipes des professeurs Lars Dölken et Florian Erhard présentent leur méthode dans la revue scientifique "Nature Methods". Leur nouvelle méthode est pertinente pour la médecine car la connaissance du répertoire des protéines virales avec lesquelles elles échappent au système immunitaire, par exemple, est importante pour combattre les infections ou pour le développement de vaccins.
Le profilage des ribosomes analysé de manière plus fiable
Quelle est la force de la méthode de Würzburg ? Il permet d'enregistrer les activités des ribosomes de manière beaucoup plus précise qu'auparavant. Toutes les protéines et tous les peptides sont assemblés sur les nombreux ribosomes d'une cellule. Dans le cas d'une infection virale, les ribosomes synthétisent également toutes les protéines dont le virus a besoin pour sa reproduction. Ils lisent les instructions d'assemblage à partir de molécules messagères spéciales, les ARNm. Quelles protéines et quels peptides sont produits dans quelle mesure au niveau des ribosomes d'une cellule ? Comment ce profil change-t-il sous le stress d'une infection virale ? On peut y répondre par des méthodes modernes à haut débit impliquant le profilage des ribosomes (Ribo-seq). Les activités des ribosomes, les processus dits de traduction, deviennent visibles sous forme de motifs périodiques. "Jusqu'à présent, diverses sources d'erreur dans l'analyse des données Ribo-seq ont souvent empêché la détection fiable des événements de traduction", explique Florian Erhard. En outre, au moins la moitié de tous les ARNm ont des cadres de lecture ouverts (sORF) plus petits devant les cadres de lecture ouverts (ORF) connus. Celles-ci sont souvent particulièrement difficiles à reconnaître dans les données de mesure, mais elles représentent un mécanisme de régulation cellulaire important, notamment dans les situations de stress.
De nombreux nouveaux peptides cellulaires et viraux ont été découverts
La nouvelle méthode bioinformatique appelée PRICE améliore considérablement l'identification des événements de traduction. "Grâce à notre méthode, il est désormais possible de résoudre avec précision des cas même complexes, par exemple des ORF qui se chevauchent ou des codons de départ inhabituels. Pour la toute première fois, toutes les régions traduites peuvent être déterminées à l'échelle du génome avec une grande précision", explique le professeur Erhard. Ainsi, l'équipe de JMU a découvert un grand nombre de nouveaux peptides cellulaires et viraux. Les chercheurs ont également observé que des centaines de peptides de sORF sont efficacement présentés à la surface des cellules par l'intermédiaire des molécules du CMH-I. "Ainsi, les sORF codent pour une nouvelle classe d'antigènes qui peuvent être reconnus par notre système immunitaire", explique Lars Dölken. "Nous supposons donc que les sORF sont impliqués dans les mécanismes de contrôle immunologique, en particulier lors d'une infection virale et des réactions de stress". Toutes ces découvertes ouvrent de nouvelles possibilités pour mieux comprendre les effets des infections virales sur l'organisme.
Les séries de données sur les riboséquences devraient être réanalysées
La méthode PRICE affectera principalement la recherche fondamentale. Ribo-seq est une méthode qui a été utilisée dans presque tous les domaines de la recherche biomédicale ces dernières années. "Avec PRICE, il est désormais possible d'analyser tous les ensembles de données existants et futurs de manière beaucoup plus complète et avec une précision nettement améliorée", a déclaré M. Dölken. Le gain est si important qu'en principe, toutes les données précédemment publiées devraient être réanalysées. Pour rendre cela possible, l'entreprise de Würzburg met son logiciel d'analyse à disposition sur Internet en tant que source ouverte. Ils supposent que leur méthode sera largement utilisée et deviendra la nouvelle norme internationale dans l'analyse des expériences Ribo-seq à lutter contre une infection virale.
La conclusion des chercheurs : "Nous sommes convaincus que l'amélioration de l'analyse des données apportera de nouvelles perspectives importantes dans de nombreux domaines de la recherche biomédicale. En virologie, la nouvelle méthode pourrait également contribuer à une meilleure compréhension du cytomégalovirus. Par exemple, on ne sait pas encore très bien pourquoi une infection par cet agent pathogène cause de graves dommages à certains enfants à naître ou à des patients greffés et pas à d'autres.
