Chimie

Quiz pratique : virus de la grippe

Quiz pratique : virus de la grippe


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Fig. 1

Combattre les infections virales avec des nano-coquilles engloutissantes

2020-07-22 – Des nouvelles du département de physique

Au lieu de cibler des protéines ou des enzymes spécifiques au virus par de petites molécules comme le font les antiviraux actuels, les chercheurs du projet VIROFIGHT financé par l'UE développeront des nano-coquilles censées engloutir et neutraliser des virus entiers. Cette nouvelle approche a le potentiel d'aider à lutter contre plusieurs maladies causées par des virus tels que COVID-19, l'infection par le VIH, la grippe et l'hépatite B avec une seule et même approche.

Les infections virales affectent des millions de personnes chaque année. Ils ont un nombre important de morts et causent d'énormes souffrances humaines et des coûts pour la société. Pour environ 70 % de tous les virus répertoriés par l'OMS, aucun traitement n'est disponible et les médicaments antiviraux qui existent doivent être appliqués très tôt après l'infection pour être efficaces. La pandémie actuelle de COVID-19 n’en est qu’un exemple. Le consortium VIROFIGHT propose une nouvelle approche pour lutter contre les infections virales, pour remédier au manque de traitements antiviraux largement applicables et pour créer des moyens de lutter contre les agents pathogènes émergents.

"Notre mission est de développer et de tester des prototypes de nano-coquilles qui ont la capacité principale de neutraliser un virus donné en les engloutissant", explique le coordinateur du projet Hendrik Dietz, professeur de nanotechnologie biomoléculaire à l'Université technique de Munich (TUM) et chercheur principal. à l'école de bio-ingénierie de TUM à Munich. « Nous pensons que cela peut conduire à la neutralisation de l'agent pathogène par occlusion. Différents types de virus pourraient être combattus en utilisant la même plate-forme. » Ulrike Protzer, professeur de virologie au TUM, ajoute : "Cela peut également aider à prévenir les effets négatifs pouvant être provoqués par les anticorps utilisés pour la neutralisation du virus."

Les nano-coquilles biocompatibles développées par les chercheurs combinent origami d'ADN, conception de protéines et évolution in vitro. Leur intérieur sera recouvert d'une couche de molécules spécifiques au virus pour exploiter les effets d'avidité pour une liaison virale forte et spécifique. Ces effets de liaison seront testés à l'échelle du laboratoire sur une variété de virus. Pour atteindre cet objectif technologique, le projet interdisciplinaire intègre des experts en chimie supramoléculaire, en nano-ingénierie moléculaire et en virologie.


Quiz pratique : Grippe - Virus - Chimie et physique

Le virus de la grippe des chauves-souris a une capacité d'adaptation / des effets de transmission étonnamment élevés à d'autres animaux et les humains sont difficiles à évaluer / à publier dans Nature Microbiology

Des chercheurs du Centre médical universitaire de Fribourg, de l'Institut Friedrich Löffler et de l'Université d'État du Colorado et de l'Université d'État du Kansas aux États-Unis ont étudié le potentiel d'infection du virus de la grippe H18N11 découvert chez les chauves-souris. Ce type de virus a montré une adaptabilité étonnamment élevée, ce qui rend la probabilité de transmission à d'autres espèces animales et humaines difficile à prévoir. Les scientifiques ont publié leurs découvertes le 16 septembre 2019 dans la revue Nature Microbiology.

"Les virus de la grippe ont généralement un taux de mutation élevé", explique le professeur Dr. Martin Schwemmle, chef de groupe d'étude et de recherche à l'Institut de virologie du Centre médical universitaire de Fribourg. « Néanmoins, nous avons été surpris de la rapidité avec laquelle les virus du type H18N11 développent des modifications génétiques en culture cellulaire. » En particulier, les chercheurs ont découvert des modifications qui favorisent la propagation du virus. Ils ont trouvé des preuves de la fonction jusque-là inconnue de la protéine virale de type neuraminidase : en régulant la concentration de la protéine immunitaire MHC-II à la surface cellulaire, elle permet la libération efficace de virus infectieux à partir de cellules hôtes infectées.

Suspicion de faible risque d'infection pour l'homme

Schwemmle est prudemment optimiste quant au risque possible d'infection du virus de la grippe de type H18N11 pour l'homme : « Les furets se sont avérés être des modèles animaux pour la probabilité de transmission d'autres virus de la grippe à l'homme. Si c'est également le cas pour notre type de virus, à notre connaissance, il n'y a pas d'indication d'un risque d'infection pertinent. Cependant, une transmission naturelle ne peut être exclue. L'évaluation des risques est particulièrement difficile en raison de la grande adaptabilité génétique du virus. » Les chercheurs de Schwemmle étudient actuellement le fonctionnement exact de la protéine de type neuraminidase et l'adaptabilité du virus de type H18N11 à d'autres récepteurs qui pourraient permettre l'entrée dans les cellules hôtes détaillées études de suivi.

Contact scientifique :

Prof. Dr. Martin Schwemmle
Chef de groupe de recherche
Institut de virologie
hôpital universitaire de Fribourg
Téléphone : 0761 203-6526
[email protected]

Édition originale :

Titre original de la publication : Les virus de la grippe des chauves-souris se transmettent entre les chauves-souris mais sont mal adaptés aux espèces autres que les chauves-souris
DOI : 10.1038 / s41564-019-0556-9

Information additionnelle:

Caractéristiques de ce communiqué de presse :
Journalistes, scientifiques, tout le monde
Biologie, nutrition / santé / soins, médecine
suprarégional
Résultats de recherche, publications scientifiques
Allemand


LP 21 couverture

Les étudiants & hellip

  • NMG 1.2.c, le lien s'ouvrira dans une nouvelle fenêtre :. connaître les moyens de maintenir la santé et de renforcer le bien-être (par exemple, exercice, sommeil, nutrition, soins du corps, amitiés).
  • NMG 1.2.e, le lien s'ouvrira dans une nouvelle fenêtre :. connaissent les mesures préventives pour maintenir la santé et sont capables de les mettre en œuvre (par exemple, mesures d'hygiène, soins du corps, nutrition, exercice).
  • NMG 1.4, le lien s'ouvrira dans une nouvelle fenêtre :. peut décrire la structure de son propre corps et expliquer les fonctions d'organes sélectionnés.

Membrane respectueuse de l'environnement développée

Une équipe internationale de chercheurs dirigée par Raffaele Mezzenga, professeur d'aliments et de matériaux mous à l'ETH Zurich, a maintenant développé une nouvelle membrane filtrante très efficace pour éliminer les virus de l'eau et respectueuse de l'environnement. Les chercheurs ont utilisé des matières premières naturelles pour leur production.

La membrane filtrante est basée sur le même principe que Mezzenga et ses employés ont développé pour éliminer les métaux lourds ou précieux de l'eau. La base de la membrane est constituée de protéines de lactosérum dénaturées qui s'assemblent en les fibres les plus fines, appelées fibrilles amyloïdes. Les chercheurs ont maintenant combiné cette structure fibrillaire avec des nanoparticules d'hydroxyde de fer (Fe-O-HO).

La fabrication de la membrane est relativement simple. Pour produire les fibrilles, les protéines de lactosérum issues de la transformation du lait sont acidifiées et chauffées à 90 degrés Celsius. En conséquence, les protéines s'étirent et s'attachent les unes aux autres, de sorte que des fibrilles se forment. Les nanoparticules peuvent être générées dans le même réacteur que les fibrilles en augmentant la valeur du pH et en ajoutant du sel de fer. Celui-ci se « décompose » en nanoparticules d'hydroxyde de fer qui se fixent aux fibrilles amyloïdes. Dans ce cas, Mezzenga et ses collègues ont utilisé la cellulose comme support de la membrane.

La combinaison de fibrilles amyloïdes et de nanoparticules d'hydroxyde de fer fait de la membrane un piège très efficace et efficient pour divers virus circulant dans l'eau. L'oxyde de fer chargé positivement attire électrostatiquement les virus chargés négativement et les inactive. Les fibrilles amyloïdes seules ne seraient pas en mesure de le faire, car elles, comme les particules virales, sont également chargées négativement à une valeur de pH neutre. Cependant, les fibrilles sont le support idéal pour les nanoparticules d'oxyde de fer.


Micro-organismes et virus

Photo : Jürgen Kneifel, Hessen crée des connaissances

Photo : Jürgen Kneifel, Hessen crée des connaissances

Photo : Jürgen Kneifel, Hessen crée des connaissances

Photo : Jürgen Kneifel, Hessen crée des connaissances

L'accent du campus "Microorganismes et virus", anciennement "Microbiologie et virologie", combine l'expertise moléculaire, écologique et médicale en virologie, microbiologie et parasitologie des universités de Gießen et Marburg et de l'Université technique de Hesse centrale avec les partenaires de coopération Max Planck Institut de microbiologie terrestre à Marburg, Paul-Ehrlich-Institut à Langen et University Clinic Gießen-Marburg.

Le domaine de la recherche interdisciplinaire est abordé dans le microbiologie toute la gamme des micro-organismes avec leur écologie, leur pathogenèse, leur génétique et leur évolution ainsi que les thèmes d'avenir de la microbiologie de synthèse ou des procédés de recyclage.

Dans le virologie l'accent est mis sur l'éducation moléculaire des maladies virales répandues telles que la grippe ainsi que des infections nouvelles et récurrentes causées par Ebola ou le coronavirus MERS.

Dans le parasitologie L'accent est mis sur le paludisme et la schistosomiase, sur les modèles d'infection et sur le développement de principes actifs et de vaccins.

Une compréhension mécanistique fondamentale du niveau moléculaire et cellulaire via les communautés microbiennes aux modèles précliniques est visée dans tous les domaines. L'accent est mis sur la reconnaissance des stratégies globales des microbes et des virus ainsi que leur interaction les uns avec les autres et avec l'hôte. Dans la recherche translationnelle, l'accent est mis sur la prévention et le traitement des maladies infectieuses, l'utilisation de micro-organismes et l'amélioration des technologies dans les industries pharmaceutique, agricole et chimique.

Ces approches de la recherche fondamentale et translationnelle se traduisent également par une coopération étroite au sein du campus de recherche avec les domaines d'intérêt et de profil « Recherche sur les infections et l'inflammation », « Biotechnologie des insectes et bioressources », « Informatique biomédicale et e-santé » et « Médecine pulmonaire et cardiaque " ainsi qu'avec l'Institut Fraunhofer des Bioressources, en cours de création.

  • Centre de recherche collaboratif DFG SFB/TRR 84 : Immunité innée des poumons : mécanismes d'attaque des agents pathogènes et de défense de l'hôte dans la pneumonie
    Durée : 2010-2023
  • Centre de Recherche Collaboratif DFG 174 : Dynamique spatio-temporelle des cellules bactériennes
    Durée : 2017-2021
  • Centre de recherche collaboratif DFG SFB 593 : Mécanismes de compartimentation cellulaire et leurs changements liés à la maladie
    Durée : 2003-2014
  • Centre de recherche collaboratif DFG SFB 535 : Mécanismes d'invasion et stratégies de réplication des agents pathogènes
    Durée : 1997-2008
  • Centre de recherche collaboratif DFG SFB 395 : Interaction, adaptation et capacités catalytiques des microorganismes du sol
    Durée : 1996-2007
  • Participation au focus DFG SPP 1935 : Décryptage du code mRNP : RNA-bound déterminants of post-transcriptional gene regulation
    Durée : depuis 2016
  • DFG focus SPP 1710 : Dynamique des commutateurs redox à base de thiol en physiologie cellulaire
    Durée : 2014-2021
  • Participation au focus DFG SPP 1596 : Écologie et barrières d'espèces dans les nouvelles maladies virales TP Facteurs actifs antiviraux de type I - systèmes d'interféron chez les petits mammifères
    Durée : 2013-2020
  • DFG Graduiertenkolleg GRK 2355 : Réseaux de régulation dans le cycle de vie des ARNm : des ARN codants aux ARN non codants
    Durée : 2018-2022
  • DFG Graduate College GRK 2213: Plasticité membranaire dans le développement et le remodelage des tissus
    Durée : 2016 à 2021
  • Groupe international de formation à la recherche DFG GRK 767 : contrôle de la transcription dans les processus de développement
    Durée : 2002-2010
  • Groupe de recherche DFG KFO 309 : Lésion pulmonaire d'origine virale : pathobiologie et nouvelles stratégies thérapeutiques
    Durée : 2016-2019
  • Centre LOEWE : nouveaux médicaments ciblés contre les maladies infectieuses tropicales négligées et liées à la pauvreté (DRUID)
    Durée : 2018-2021
  • Focus LOEWE : MOSLA - stockage moléculaire pour un archivage à long terme
    Durée : 2019-2022
  • Focus LOEWE : RNomique médicale - Réseaux régulés par l'ARN dans les maladies humaines
    Durée : 2015-2018
  • Focus LOEWE : SynChemBio : Chimie de synthèse innovante pour la modulation sélective des processus biologiques
    Durée : 2014-2016
  • Participation au focus LOEWE : MegaSyn : contrôle et conception de mégasynthases multifonctionnelles
    Durée : 2017-2020
  • ECFexpress dans ERASynBio, une plate-forme d'expression orthogonale indépendante de l'organisme basée sur les facteurs Sigma de la fonction extractoplasmique (ECF)
    Prof. A. Becker / UMR, Prof. A. Goesmann / JLU et Dr. Georg Fritz / UMR UMR, JLU, chercheurs du Royaume-Uni, d'Autriche et des USA
    Durée : 2015-2017
    à l'Université Philipps de Marburg - le seul laboratoire de ce type en Allemagne dans une université
    ”- Installation commune avec le focus campus“ Informatique Biomédicale et E-Santé ”
    - Établissement conjoint de l'Université Philipps de Marburg et du Max Planck Institute for Terrestrial Microbiology (financé par LOEWE de 2011 à 2018)
    Coordinateur : Dr. G. Bange / UMR, 2016

    La Justus-Liebig-Universität Gießen, la Philipps-Universität Marburg, la Technische Hochschule Mittelhessen et le Paul-Ehrlich-Institut Langen forment le site DZIF Gießen-Marburg-Langen porte-parole du site Trinad Chakraborty (JLU), porte-parole adjoint du site Stephan Becker (UMR )
    - Institut fédéral des vaccins et des médicaments biomédicaux

À l'Université Justus Liebig de Giessen

  • Prof. Dr. Katja Becker
    Biochimie et biologie moléculaire, Département des sciences agronomiques, des sciences de la nutrition et de la gestion de l'environnement, JLU
  • Dr. Bork Berghoff
    Microbiologie et biologie moléculaire, Département de biologie et de chimie, JLU
  • Prof. Dr. Albrecht Bindereif
    Biochimie, Département de Biologie et Chimie, JLU
  • Prof. Dr. Trinade Chakraborty
    Microbiologie médicale, Faculté de médecine, JLU
  • Prof. Dr. Eugène Domann
    Microbiologie médicale, Faculté de médecine, JLU
  • PD Dr. Elena Evguenieva-Hackenberg
    Microbiologie et biologie moléculaire, Département de biologie et de chimie, JLU
  • Prof. Dr. Linda Falgenhauer
    Institut de microbiologie médicale, JLU
  • Jane Falgenhauer
    Institut de microbiologie médicale, JLU
  • Dr. Moritz Fritzenwanker
    Institut de microbiologie médicale, JLU
  • Prof. Dr. Stefan Gäth
    Gestion des déchets et des ressources, Département des sciences agricoles, des sciences de la nutrition et de la gestion de l'environnement, JLU
  • Prof. Dr. Dieter Glèbe
    Virologie médicale, Faculté de médecine, JLU
  • Prof. Dr. Alexandre Goesmann
    Bioinformatique et biologie des systèmes, Département de biologie et de chimie et Centre de microbiologie synthétique SYNMIKRO, JLU
  • Prof. Dr. Christoph Grevelding
    Département de médecine vétérinaire, Institut de parasitologie, JLU
  • Prof. Dr. Susanne Hérold
    Maladies aiguës des poumons, Département de médecine, JLU
  • Dr. Sybille Duc
    Virologie, Département de médecine vétérinaire, JLU
  • PD Dr. Can Imirzalioglu
    Directeur médical, Institut de microbiologie médicale, Département de médecine, JLU
  • Prof. Dr. Dr. Peter combattant

Microbiologie des procédés de recyclage, Département des sciences agronomiques, des sciences de la nutrition et de la gestion de l'environnement, JLU

Prof. Dr. Gabriele Klug
Microbiologie et biologie moléculaire, Département de biologie et de chimie, JLU

Prof. Dr. Karl Heinz Kogel
Phytopathologie, Département des sciences agronomiques, des sciences de la nutrition et de la gestion de l'environnement, JLU


Les virus ont été tués dans les expériences en très peu de temps

« Nos tests ont montré qu'un revêtement composé de nanoparticules de cuivre a un fort effet antiviral. Les virus examinés ont été tués en très peu de temps », explique Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. technique. Thomas Grießer de la Chaire de chimie des plastiques de l'Université du Montan à Leoben.

De nombreuses études ont déjà montré que le cuivre métallique a une forte activité antivirale - il peut tuer les virus qui causent la bronchite, la polio, l'herpès simplex, la grippe et la rougeole, entre autres, en quelques minutes. « Nous avons profité des propriétés de surface spéciales des photopolymères pour le revêtement. Les nanoparticules antivirales sont liées à la surface par une simple réaction chimique et y restent fermement ancrées », explique Romana Schwarz, MSc, doctorante avec le Pr Grießer.


Une sonde fluorescente à intercalation forcée à ARN comme marqueur pan-sélectif pour l'infection par le virus de la grippe A

Un bon ajustement: Une sonde pan-sélective du virus de la grippe A (IAV), IAV QB-FIT, a été conçue pour cibler les extrémités 5′ hautement conservées de l'ARNv de l'IAV. Cet oligonucléotide d'ARN 2'-0-méthylé et cette sonde marquée par un colorant à intercalation forcée sont adaptés pour détecter spécifiquement les infections par IAV dans des cellules fixes, indépendamment de la lignée cellulaire utilisée, et peuvent être utilisés pour surveiller différents états d'infection.

Résumé

Le génome du virus de la grippe A (IAV) est segmenté en huit ribonucléoprotéines virales, chacune exprimant un ARN viral (vARN) orienté négativement. Tout au long du cycle d'infection, de petits ARN viraux monocaténaires très abondants (ARNsv) sont transcrits de manière spécifique à un segment. Les séquences des ARNsv et des extrémités 5' des ARNv sont identiques et hautement conservées parmi toutes les souches d'IAV. Ici, nous démontrons que ces séquences peuvent être utilisées comme cible pour un capteur pan-sélectif d'infection par l'IAV. À cette fin, nous avons utilisé une sonde d'ARN à intercalation forcée fluorescente complémentaire (IAV QB-FIT) avec une seule substitution d'acide nucléique verrouillée pour augmenter la luminosité. Nous avons démontré par hybridation in situ en fluorescence (FISH) que cette sonde est appropriée et facile à utiliser pour détecter l'infection de différents types de cellules par une grande variété de souches d'IAV aviaires, porcines et humaines, mais pas par d'autres types de virus de la grippe. IAV QB-FIT fournit également un outil utile pour caractériser différents états d'infection de la cellule hôte.


Centre de coordination des études cliniques Marburg(avec succursale à Giessen)

Exemples choisis de contributions au progrès thérapeutique de 2009 à 2019

Études confirmatoires de phase III

Leucémie myéloïde aiguë et chronique Sang 2018 Leucémie 2015
Tumeurs neuroendocrines gastro-intestinales J Clin Oncol 2009
Cancer des ovaires N Engl J Med 2019 Lancet Oncol. 2016
Tumeurs des cellules germinales J Clin Oncol 2012
Carcinome adrénocortical N Engl J Méd. 2012
MPOC N Anglais J Med 2011
la maladie de Parkinson N Engl J Méd. 2013 & 2006
Anorexie nerveuse Le Lancet 2014

Etudes de Phase I / II

Asthme allergique et ARNzymes N Anglais J Med 2015
Pemphigus vulgaire Immunothérapie à base de porteurs
Développement de vaccins virus à ARN

Quiz pratique : Grippe - Virus - Chimie et physique

Les virus de la grippe des chauves-souris utilisent un accès à la cellule complètement différent de tous les types de grippe connus auparavant / En laboratoire, les cellules humaines peuvent également être infectées / Publication dans Nature

Des chercheurs du Centre médical universitaire de Fribourg et de l'Université de Zurich ont découvert une toute nouvelle voie d'infection par les virus de la grippe. Un type de grippe découvert chez les chauves-souris infecte les cellules humaines et animales en se liant au complexe de surface MHC-II et non, comme tous les virus grippaux connus, à l'acide sialique. Étant donné que la protéine immunitaire MHC-II est très similaire chez de nombreuses espèces animales et chez l'homme, la découverte joue un rôle important dans l'évaluation du risque d'infection et du danger potentiel du type de virus. L'étude, qui a été publiée dans la revue Nature le 20 février 2019, propose également de nouvelles approches du développement évolutif des virus de la grippe.

« En laboratoire, les virus des chauves-souris peuvent utiliser les complexes MHC-II de souris, de porcs, de poulets ou d'humains pour entrer dans les cellules. Une transmission naturelle de ces virus grippaux des chauves-souris à d'autres vertébrés et même à l'homme ne peut donc être exclue », explique le Pr. Dr. Martin Schwemmle, chef de groupe d'étude et de recherche à l'Institut de virologie du Centre médical universitaire de Fribourg.

L'analyse de l'expression génique et les ciseaux géniques mènent au succès

Avec une double stratégie et beaucoup d'efforts, les chercheurs de Fribourg et de Zurich ont finalement réussi à identifier le facteur cellulaire de l'entrée du virus dans la cellule. D'une part, les chercheurs zurichois dirigés par le Prof. Dr. Silke Sterz de l'Institut de virologie médicale de l'Université de Zurich, dont les protéines sont produites dans des cellules infectables par rapport à des cellules non infectables. Dans cette soi-disant analyse d'expression génique, dans laquelle la quantité de protéines est estimée à l'aide de copies d'ARNm, il y avait déjà de nombreuses preuves du complexe MHC-II. En outre, dans d'innombrables expériences, les chercheurs fribourgeois du groupe du professeur Schwemmle ont coupé l'un des 20 000 gènes au total dans des cellules animales individuelles à l'aide des ciseaux à gènes CRISPR-Cas. « Les cellules dans lesquelles nous avons éteint le CMH-II sont devenues immunisées contre les infections. C'était la preuve que le virus avait pénétré la cellule à l'aide du CMH-II », explique le virologue.

Avec l'apparition d'un deuxième mécanisme d'infection, la question se pose pour les chercheurs de savoir quel type est évolutif plus ancien. « Il est tout à fait possible que la voie d'infection via le CMH-II qui a maintenant été découverte provienne de la voie de l'acide sialique que nous connaissons », explique le professeur Schwemmle. De nombreuses nouvelles questions de recherche découlent de l'étude : existe-t-il d'autres virus de la grippe qui utilisent le récepteur de la cellule hôte jusqu'alors inconnu ? Avec quelle facilité les virus de la grippe peuvent-ils changer de récepteur, et y a-t-il une chance que des virus de la grippe se développent et infectent les cellules cibles via les deux récepteurs ? « Ce sont toutes des questions que nous voulons explorer maintenant. Parce que les virus de la grippe sont évidemment beaucoup plus polyvalents qu'on ne le pensait auparavant », explique le virologue Pr Schwemmle.

Contact scientifique :

Prof. Dr. Martin Schwemmle
Chef de groupe de recherche
Institut de virologie
hôpital universitaire de Fribourg
Téléphone : 0761 203-6526
[email protected]

Édition originale :

Titre original de la publication : Les protéines du CMH de classe II sont des récepteurs d'entrée inter-espèces pour les virus de la grippe des chauves-souris
DOI : 10.1038 / s41586-019-0955-3

Caractéristiques de ce communiqué de presse :
Journalistes, scientifiques, tout le monde
Biologie, nutrition/santé/soins, médecine, environnement/écologie
suprarégional
Résultats de recherche, publications scientifiques
Allemand


Vidéo: Droplet Digital Applications: Phasing of Genetic Variants for CFTR Haplotyping (Juin 2022).