Les interactions physiques entre les protéines ont un impact considérable sur des processus variés, allant de la signalisation cellulaire à la réponse immunitaire. Ainsi, la capacité à contrôler ces interactions suscite un grand intérêt parmi les biologistes. Des chercheurs ont eu recours aux réseaux neuronaux pour développer de nouvelles protéines appelées “binders”, conçues pour se lier à des cibles thérapeutiques, de manière similaire à la façon dont notre système immunitaire utilise des anticorps pour se lier aux pathogènes. Toutefois, ces systèmes, qui misent sur l’apprentissage profond pour prédire les formes des protéines à partir de séquences d’acides aminés, nécessitent une expertise en informatique.
« Les méthodes traditionnelles de découverte de binders impliquent un criblage de dizaines de milliers de candidats protéiques, nécessitant des capacités expérimentales et une expertise computationnelle que tous les laboratoires ne peuvent pas se permettre », explique Lennart Nickel, doctorant au Laboratoire de conception de protéines et d’immuno-ingénierie (LPDI), dirigé par Bruno Correia à l’École d’ingénierie de l’EPFL. « BindCraft est né du désir de développer un outil plus accessible et convivial, ne nécessitant que la mise à l’épreuve d’un nombre restreint de protéines pour obtenir un binder. »
Au lieu d’alimenter un réseau neuronal avec des séquences d’acides aminés et de passer au crible les binders obtenus, l’équipe de l’EPFL, en collaboration avec des scientifiques du MIT, a utilisé les structures fournies par le système AlphaFold2 de Google DeepMind pour générer des séquences de nouveaux binders, en fonction de propriétés fonctionnelles recherchées, telles que la liaison à une cible spécifique.
Ingénierie inverse
Avec BindCraft, nous procédons essentiellement à une ingénierie inverse du pipeline actuel, en utilisant le réseau de prédiction de structure protéique dès le départ pour générer des binders novateurs qui possèdent les propriétés que nous recherchons.
Christian Schellhaas, doctorant
En se concentrant sur un nombre restreint de conceptions de binders, plutôt que sur un criblage à haut débit d’immenses bibliothèques de candidats, BindCraft rend la conception de protéines à la fois plus efficace et plus démocratique. L’équipe a récemment publié ses résultats dans Nature, en collaboration avec des chercheurs de Suisse, des États-Unis et des Pays-Bas.
Un choix axé sur la qualité plutôt que la quantité
Dans le cadre de leur étude, l’équipe a validé des binders conçus pour interagir avec une douzaine de molécules biotechnologiques et thérapeutiques, telles que les virus adéno-associés (AAV), utilisés pour délivrer des gènes thérapeutiques dans des cellules cibles, le nucléase CRISPR-Cas9, utilisé dans l’édition génétique, et certains allergènes courants. Globalement, les expériences ont montré que les binders de l’équipe se fixaient à leurs cibles prévues avec un taux de réussite moyen de 46%, ouvrant la voie à un meilleur contrôle thérapeutique.
« Pour les AAV, l’idée est d’utiliser ces nouveaux binders pour permettre la livraison de gènes uniquement vers des cellules et tissus spécifiques, tout en minimisant les risques d’effets secondaires. Dans le cas de CRISPR-Cas9, nos binders peuvent stopper son activité d’édition génétique et empêcher son action lorsque cela n’est pas souhaité », explique Martin Pacesa, premier auteur et chercheur au LPDI.
Depuis la publication initiale de BindCraft en prépublication l’automne dernier, la plateforme a rapidement suscité un engouement au sein de la communauté scientifique, entraînant des demandes d’utilisateurs pour des modifications et des fonctionnalités supplémentaires.
« Nous avons été surpris par la rapidité avec laquelle notre outil a été adopté – il est même déjà utilisé dans l’industrie. Les demandes des utilisateurs sont une grande source d’inspiration pour continuer à développer notre méthode. Nous travaillons actuellement à adapter BindCraft pour des molécules thérapeutiques plus petites comme les peptides », confie Pacesa.
Source :
École Polytechnique Fédérale de Lausanne
Référence de l’article :
Pacesa, M., et al. (2025). Conception d’un binder protéique fonctionnel en une seule étape avec BindCraft. Nature. doi.org/10.1038/s41586-025-09429-6
Notre Opinion Tech
À mon sens, l’approche mise en œuvre par l’équipe de l’EPFL avec BindCraft est révélatrice d’une tendance croissante dans le domaine de la biotechnologie : celle de rendre des outils avancés plus accessibles. En facilitant l’adoption de technologies complexes, nous ouvrons la voie à des applications pratiques qui peuvent transformer notre compréhension et notre interaction avec les protéines, tout en renforçant l’innovation dans des secteurs tels que la médecine et l’agriculture. C’est un tournant qui pourrait redéfinir l’état de la recherche à l’avenir.
Bon à savoir
Les virus adéno-associés (AAV) sont souvent utilisés dans la recherche génétique pour le transfert de gènes, offrant un avenir prometteur dans les thérapies géniques et le traitement de diverses affections. Leur capacité à cibler des cellules spécifiques en fait des outils précieux dans le domaine biomédical.
La découverte de BindCraft est fascinante ! C’est une belle avancée pour la biotechnologie, rendant l’innovation accessible à tous. Hâte de voir ses applications dans la médecine.
L’approche de BindCraft est vraiment inspirante ! Rendre la biotechnologie plus accessible pourrait ouvrir des horizons passionnants pour de nouvelles découvertes. Quelles autres technologies pourraient suivre cette tendance ?
C’est fascinant de voir comment BindCraft simplifie la conception de protéines ! Imaginez toutes les possibilités créatives dans la recherche. Quel impact cela pourrait-il avoir sur notre santé, à votre avis ?
C’est fascinant de voir comment BindCraft rend la conception des protéines plus accessible ! Cela pourrait vraiment transformer la recherche biomédicale et ouvrir de nouvelles possibilités. Bravo aux chercheurs !