Qui l’eut cru ? On le savait outil de séduction et friandise depuis le débarquement des GI en France mais il pourrait bien devenir beaucoup plus : un outil de limitation de la transmission du Covid-19. Il s’agit du chewing-gum. Mais un chewing-gum expérimental contenant une protéine végétale capable de « piéger » le SARS-CoV-2.
L’objectif de ces travaux : réduire la charge virale contenue dans la salive, et limiter la transmission du Covid-19. Réduire la quantité de particules de coronavirus dans la salive aiderait à ralentir la transmission, selon les travaux dirigés par Henry Daniell à la Penn’s School of Dental Medicine et réalisés en collaboration avec des scientifiques de la Perelman School of Medicine et de la School of Veterinary Medicine , ainsi qu’au Wistar Institute et à Fraunhofer USA . Les résultats de ces travaux ont été publiés dans une étude elle-même publiée dans la revue Molecular Therapy.
Sans compter que cela impliquerait un coût de fabrication très faible comme arme supplémentaire dans l’arsenal contre la pandémie de COVID-19.
Les vaccins contre le COVID-19 ont contribué à changer le cours de la pandémie mais n’ont pas éradiqué la transmission. Même les personnes complètement vaccinées peuvent toujours être infectées par le SRAS-CoV-2 et, selon des recherches récentes, peuvent porter une charge virale similaire à celles qui ne sont pas vaccinées.
La gomme contient une protéine qui « piège » les particules virales et pourrait limiter la propagation des gouttelettes chargées de virus lorsque les personnes infectées parlent, respirent ou toussent.
« Un chewing-gum contenant des protéines piégeant le virus constituerait une stratégie accessible (y compris financièrement) pour protéger les patients de la plupart des réinfections virales orales en réduisant ou en minimisant la transmission à d’autres », expliquent les auteurs de l’étude.
Les chercheurs de l’Université ont testé le chewing-gum dans des tubes à essai à l’aide d’échantillons de salive et d’écouvillons de patients hospitalisés atteints de Covid-19 et dont l’infection est confirmée.
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La gomme contient des copies de la protéine ACE2 présente à la surface des cellules, que la protéine « Spike » du coronavirus utilise pour pénétrer dans les cellules et les infecter. Le chewing-gum contient également des protéines ACE2 (produites dans des cellules végétales), auxquelles le virus s’accroche pour s’y répliquer. Lorsque l’on mâche le chewing-gum, les particules virales sont « captées » par ces pseudo-récepteurs et sont donc éliminées de la salive.
Au cours des expériences in vitro, les particules virales se sont liées aux récepteurs ACE2 de la gomme. La charge virale dans les échantillons a alors chuté de plus de 95%, ont déclaré les chercheurs.
La gomme a la texture et le goût des chewing-gum classiques et peut être conservée pendant des années à des températures normales, selon Reuters (2). Mâcher du chewing-gum n’endommage pas les molécules de protéine ACE2, ont déclaré les chercheurs.
En limitant le cycle de réplication de l’agent infectieux, les scientifiques entendent « réduire le risque d’infection au SARS-CoV-2 par la salive et minimiser la transmission orale par aérosols« .
Avant la pandémie, Henry Daniell avait étudié la protéine enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) dans le cadre du traitement de l’hypertension. Son laboratoire avait cultivé cette protéine, ainsi que de nombreuses autres qui pourraient avoir un potentiel thérapeutique, en utilisant un système de production breveté à base de plantes. En bombardant le matériel végétal avec l’ADN des protéines cibles, ils amènent les chloroplastes végétaux à absorber l’ADN et à commencer à faire croître les protéines. Le matériel végétal, lyophilisé et broyé, pourrait être utilisé comme moyen de livraison de la protéine. Ce système a le potentiel d’éviter les obstacles habituels à la synthèse de médicaments protéiques, à savoir un processus de production et de purification coûteux.
Les travaux antérieurs de Daniell sur ACE2 se sont avérés fortuits dans le contexte de la pandémie de COVID-19. Le récepteur de l’ACE2 sur les cellules humaines se lie également à la protéine de pointe du SRAS-CoV-2. D’autres groupes de recherche ont montré que les injections d’ACE2 peuvent réduire la charge virale chez les personnes atteintes d’infections graves.
Pendant ce temps, un autre axe de travail de Hyun (Michel) Koo, collègue de Daniell et Penn Dental Medicine, a impliqué des recherches pour développer un chewing-gum infusé de protéines végétales pour perturber la plaque dentaire. Associant ses connaissances sur l’ACE2 à cette technologie, Daniell s’est demandé si une telle gomme, infusée de protéines ACE2 végétales, pouvait neutraliser le SRAS-CoV-2 dans la cavité buccale.
Pour le savoir, il a contacté Ronald Collman de Penn Medicine, un virologue et médecin de soins pulmonaires et intensifs dont l’équipe, depuis les premiers stades de la pandémie, avait collecté du sang, des écouvillonnages nasaux, de la salive et d’autres échantillons biologiques de patients COVID pour recherche scientifique.
« Henry m’a contacté et m’a demandé si nous avions des échantillons pour tester son approche, quel type d’échantillons serait approprié à tester et si nous pouvions valider en interne le niveau de virus SARS-CoV-2 dans les échantillons de salive », explique Collman. « Cela a conduit à une collaboration interscolaire fondée sur nos études sur le microbiome. »
Pour tester le chewing-gum, l’équipe a cultivé ACE2 dans des plantes, associé à un autre composé qui permet à la protéine de traverser les barrières muqueuses et facilite la liaison, et a incorporé le matériel végétal résultant dans des comprimés de gomme à la cannelle. En incubant des échantillons obtenus à partir d’écouvillons nasopharyngés de patients COVID-positifs avec la gencive, ils ont montré que l’ACE2 présent pouvait neutraliser les virus du SRAS-CoV-2.
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Ces premières enquêtes ont été suivies par d’autres au Wistar Institute et à Penn Vet, dans lesquelles des virus, moins pathogènes que le SRAS-CoV-2, ont été modifiés pour exprimer la protéine de pointe SARS-CoV-2. Les scientifiques ont observé que la gomme empêchait largement les virus ou les particules virales de pénétrer dans les cellules, soit en bloquant le récepteur ACE2 sur les cellules, soit en se liant directement à la protéine de pointe.
Enfin, l’équipe a exposé des échantillons de salive de patients atteints de COVID-19 à la gomme ACE2 et a découvert que les niveaux d’ARN viral avaient chuté de manière si spectaculaire qu’ils étaient presque indétectables.
L’équipe de recherche s’efforce actuellement d’obtenir l’autorisation de mener un essai clinique pour évaluer si l’approche est sûre et efficace lorsqu’elle est testée sur des personnes infectées par le SRAS-CoV-2. « L’approche d’Henry consistant à fabriquer les protéines dans les plantes et à les utiliser par voie orale est peu coûteuse et, espérons-le, évolutive ; c’est vraiment intelligent », reconnaît Collman.
Bien que la recherche en soit encore aux premiers stades de développement, si les essais cliniques prouvent que la gencive est sûre et efficace, elle pourrait être administrée aux patients dont le statut d’infection est inconnu ou même pour un examen dentaire lorsque les masques doivent être retirés, afin de réduire la probabilité de transmettre le virus aux soignants.
L’utilisation de gomme pour réduire la charge virale dans la salive s’ajouterait aux efforts mondiaux de vaccination et pourrait être utile dans les pays où les vaccins ne sont pas largement disponibles ou abordables, ont déclaré les chercheurs. La gomme est fabriquée à partir de matériel végétal de qualité pharmacologique et a été développée pour répondre aux exigences de la FDA, a-t-il été précisé.
L’expérimentation menée en laboratoire attend « l’autorisation de mener un essai clinique sur l’homme pour évaluer si l’approche est sûre et efficace lorsqu’elle est testée sur des personnes infectées par le SARS-CoV-2 », précise Henry Daniell. Il précise : « Nous utilisons déjà des masques et d’autres gestes barrières pour réduire les risques de transmission. Cette gomme pourrait être utilisée comme un outil supplémentaire dans ce combat. »
(1) Molecular Therapy: « Debulking SARS-CoV-2 in saliva using angiotensin converting enzyme 2 in chewing gum to decrease oral virus transmission and infection. »
(2) Reuters : « Experimental chewing gum may reduce virus spread. »
Source : Université de Pennsylvanie (CP 03/12/2021)
Image d’en-tête : Hernan Pinera – Flickr – CC
