La découverte de cette molécule est intervenue un peu par hasard, raconte-t-il. En mars 2003, le patient taiwanais souffrant du premier cas confirmé de sras était admis à l’Hôpital de la NTU. Dans un premier temps, Kao Chuan-liang [高全良], en charge de la virologie clinique au Laboratoire d’analyse médicale de l’hôpital, est parvenu à isoler le virus. Chen Ding-shinn [陳定信], le doyen de la Faculté de médecine de la NTU, et Yang Pan-chyr [楊泮池], chef du service de Médecine interne, ont ensuite chargé Lin Shi-ming de cartographier, à l’échelle nanoscopique, la structure moléculaire du virus à l’origine de l’infection respiratoire.
Le sras étant extrêmement contagieux, Lin Shi-ming a décidé de renvoyer ses assistants chez eux, travaillant seul, jour et nuit, dans un laboratoire placé sous haute protection. A l’aide d’un microscope à force atomique, il a pu reconstituer la structure tridimensionnelle du virus.
Ce virus à l’origine de l’épidémie de sras a, comme tous les coronavirus, la forme d’une couronne. Son enveloppe circulaire (la membrane cytoplasmique) est constituée d’une double couche lipidique, dans laquelle sont fixés des spicules – des glycoprotéines qui, associées entre elles, ressemblent à des aiguilles piquées à la surface de l’enveloppe. Pour mesurer ces spicules à l’aspect irrégulier, la seule solution est de les bander, telle la corde d’un arc, à l’aide de « molécules d’ancrage ». Pour cette expérience, Lin Shi-ming a testé une douzaine de « molécules d’ancrage » différentes pour déterminer laquelle était la plus adaptée. A sa grande surprise, l’une d’entre elles, bien loin d’étirer les spicules, a entraîné la destruction complète de la structure moléculaire du virus. C’est avec ce composant chimique que l’équipe du professeur Lin a mis au point son agent anti-sras.
En 2003, lors de l’épidémie de sras, le taux de mortalité des patients infectés était de 11%. Aussi l’annonce de la mise au point d’un composé chimique capable de détruire la couronne moléculaire du virus a-t-elle fait grand bruit. Les résultats des travaux du professeur Lin et de son équipe ont même fait la couverture de la prestigieuse revue Cellular Microbiology. Avec la fin de l’épidémie, cependant, l’intérêt pour cette découverte est retombé. Ce n’est qu’au printemps 2009, avec l’irruption du virus grippal A/H1N1, que ce composé chimique a de nouveau fait parler de lui.
Les secrets du VirusBom
Contacté par un journaliste de l’agence Reuters, Lin Shi-ming n’a pas alors su dire avec certitude si l’agent anti-sras pouvait être efficace contre le H1N1. Le brevet du composé avait été rapidement vendu à une société pharmaceutique, et son action contre d’autres virus n’avait donc pas été testée. « Cela m’a quand même fait réfléchir et j’ai entrevu la possibilité de mettre au point un nouveau composé capable de combattre le H1N1. »
Le VirusBom est principalement commercialisé sous forme de spray à pulvériser sur les poignées de porte, les boutons d’ascenseur, etc. En cas de pic épidémique, il peut être appliqué sur les mains pour les désinfecter. (JIMMY LIN / TAIWAN PANORAMA)
Fort de son expérience précédente, Lin Shi-ming a pu avancer sans trop d’encombres. A la mi-juin 2009, son équipe avait déjà sélectionné trois molécules enzymatiques capables de détruire le nouveau virus. La plus efficace des trois a ensuite été affinée pour produire le VirusBom. « Le virus H1N1 étant moins dangereux que celui du sras, les étudiants étaient enthousiastes pour participer aux recherches. Par précaution, tous ont quand même reçu une dose de Tamiflu », sourit Lin Shi-ming.
A la vérité, les structures chimiques et les modes d’action des deux désinfectants diffèrent largement. L’anti-sras n°1 est un composé organique doté d’une structure chimique bidimensionnelle alors que le VirusBom est une molécule enzymatique de synthèse à la structure tridimensionnelle. Cette dernière est capable d’échanger des électrons avec d’autres molécules : elle est dotée de ce que les scientifiques appellent un potentiel d’oxydo-réduction. Cet échange d’électrons lui permet de briser les liaisons covalentes entre les glycoprotéines et les lipoprotéines de la membrane cellulaire du virus. La membrane se rompt, laissant le virus sans protection. En comparaison avec l’anti-sras n°1, dont l’action oxydante s’effectue de manière plus grossière, le VirusBom vise donc un aspect plus spécifique du métabolisme des micro-organismes.
Des tests ont prouvé son efficacité non seulement contre le virus H1N1 mais aussi contre les virus saisonniers H2N2 et H3N2, ceux de la grippe aviaire H5N2 et du papillome humain, ainsi que contre l’entérovirus 71 (impliqué dans le syndrome pieds-mains-bouche). En juillet 2009, une société pharmaceutique a acheté à la NTU les droits de ce composé pour 10 millions de dollars taiwanais, un chiffre record pour l’université concernant un transfert de technologie. Deux mois plus tard, des savons et des sprays VirusBom étaient commercialisés.
Stériliser l’hôpital
Au-delà des virus, on s’intéresse désormais à son action contre les bactéries multi-résistantes. Première cible : la New Delhi métallo-beta-lactamase, une enzyme qui confère aux bactéries qui la synthétisent une résistance aux antibiotiques de la famille des carbapénèmes, habituellement réservés au traitement des infections multi-résistantes.
Codée par le gène NDM-1, l’enzyme touche des bactéries telles que Escherichia coli ou Klebsiella pneumonia, responsables d’infections pouvant s’avérer mortelles. Découverte à New Delhi, en Inde, elle est ensuite apparue au Pakistan, à Hongkong ou encore au Japon. Seule une poignée d’antibiotiques (le tigecycline et la polymyxine E, principalement) ont quelque effet contre les bactéries auxquelles l’enzyme a conféré cette résistance. Aussi les patients infectés doivent-ils avant tout compter sur leurs propres défenses immunitaires pour riposter.
Le corps médical taiwanais a été confronté à cette enzyme dans des circonstances particulières. Un cameraman de la chaîne de télévision TVBS, blessé dans une fusillade le 19 septembre 2010 à New Delhi et hospitalisé sur place, s’est révélé porteur d’une entérobactérie dotée du gène NDM-1 et productrice de l’enzyme New Delhi métallo-beta-lactamase. Rapatrié à Taiwan, le patient n’a finalement développé aucun symptôme et, après une période de quarantaine, a pu rejoindre son domicile. Aucun foyer épidémique n’a été signalé à Taiwan.
Le VirusBom est également efficace contre les bactéries multi-résistantes, comme celles porteuses du gène NDM-1. Différentes concentrations ont été testées par les chercheurs. A partir de 300 ppm, les bactéries sont tuées. (AIMABLE CRÉDIT DE LAI HSIN-CHIH)
Les cultures bactériennes réalisées à partir des prélèvements réalisés sur le caméraman ont été examinées avec beaucoup d’intérêt par les scientifiques taiwanais. Parmi eux, Lai Hsin-chih [賴信志], directeur de l’Institut de biotechnologie médicale à l’Université Chang Gung, à Guishan, dans le district de Taoyuan, et spécialiste de la lutte contre les maladies nosocomiales, a pu en obtenir des échantillons auprès du Centre de contrôle des maladies.
Comme le souligne Lai Hsin-chih, le cas du NDM-1 est loin d’être unique. Dans l’univers aseptisé des hôpitaux, certaines bactéries – Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa et Staphylococcus aureus – se voient également conférer par des enzymes une résistance aux antibiotiques les plus courants. Elles affectent généralement les patients dont le système immunitaire est déjà affaibli, à la suite d’un cancer ou d’une opération chirurgicale, par exemple.
Le produit miracle ?
Avec l’aide de l’équipe de la NTU, Lai Hsin-chih a pu tester l’efficacité du VirusBom contre plusieurs bactéries de type NDM-1. Au contact du composé chimique appliqué à une concentration de 300 parties par million, toutes ont disparu dans la minute.
De la même façon que contre les virus, le VirusBom utilise sa structure chimique pour s’attaquer au métabolisme des bactéries. Ses molécules se mêlent à celles de la membrane plasmique de la bactérie, puis les groupes fonctionnels instables qu’elles transportent interagissent avec les constituants de la cellule – glucides, protéines et lipides –, entraînant sa destruction. A la différence des antibiotiques, qui agissent sur une cible moléculaire précise des bactéries (laissant à celles-ci la possibilité de trouver une parade), le mécanisme biophysique employé par le VirusBom est quasi imparable. En laboratoire, le VirusBom a même prouvé son efficacité contre les champignons microscopiques à l’origine du « pied d’athlète », une mycose, et contre Candida albicans, une levure provoquant des infections fongiques au niveau des muqueuses digestives et vaginales.
Cela fait de ce composé un excellant désinfectant : pulvérisé sur les poignées de porte, les boutons d’ascenseur ou les tables de chevet, il en réduit fortement le potentiel pathogène. Dans le cas d’un pic épidémique, il peut aussi être appliqué sur la peau saine, pour se laver les mains. Cependant, souligne Lai Hsiun-chih, le VirusBom s’attaque aussi aux bactéries utiles au corps humain. Il est donc difficile, estime-t-il, d’imaginer sa transformation en un antiseptique pouvant être appliqué sur n’importe quel tissu vivant.
Au Centre de biomédecine optoélectronique de la NTU, Lin Shi-ming est moins catégorique. En raison de leur taille, jusqu’à 100 fois supérieure à celle des virus et près de 5 fois supérieure à celle des bactéries, les cellules humaines et animales sont des cibles bien moins aisées pour le VirusBom, explique-t-il, sur la base de tests in vitro et sur des animaux. De plus, leur nature eukaryote les distingue des virus et bactéries, procaryotes. « Il nous faut poursuivre les tests cliniques pour savoir s’il peut aussi être appliqué sur les plaies et les muqueuses », conclut-il.