Propriétés de liaison aux glycanes des protéines spike du SARS-CoV-2 : interactions avec des antibiotiques aminoglycosides

Pourquoi de vieux antibiotiques pourraient compter pour de nouveaux virus

Le coronavirus responsable de la COVID-19 s’accroche à nos cellules grâce à des protéines spike en forme de couronne à sa surface. Les vaccins et de nombreux traitements ciblent ces spikes, mais le virus continue d’évoluer en produisant de nouvelles versions. Cette étude pose une question surprenante : certains antibiotiques attirés par les sucres, déjà utilisés contre des bactéries, peuvent‑ils se lier physiquement à la spike du coronavirus elle‑même et servir de points de départ pour de futurs antiviraux ?

À la recherche de partenaires adhésifs sur une puce de glycane

Les chercheurs ont commencé par tester comment les protéines spike de deux variantes majeures, Delta et Omicron, interagissent avec un large panel de molécules de type sucre. Ils ont utilisé une « matrice de glycane », essentiellement une micropuce recouverte de 300 glucides différents, pour voir lesquels des protéines spike purifiées s’y fixaient le plus fortement. Delta et Omicron ont montré des profils de liaison clairement distincts, reflétant leurs structures de spike différentes. Pour Delta, plusieurs antibiotiques aminoglycosides — en particulier la tobramycine et la sisomycine — se sont distingués comme de forts ligands, tandis qu’Omicron affichait une plus forte affinité pour certains sucres liés à l’acide sialique que l’humain ne produit pas naturellement, et ne montrait qu’une liaison plus faible à la tobramycine. Ces différences soulignent comment le changement de quelques acides aminés dans la spike peut remodeler les surfaces qui reconnaissent les sucres et les composés apparentés.

Mesurer la force d’emprise des antibiotiques sur la spike

Trouver un candidat sur la puce n’était que la première étape ; l’équipe a ensuite mesuré avec quelle fermeté ces antibiotiques se lient. En utilisant la résonance plasmonique de surface, une technique qui suit les molécules lorsqu’elles s’attachent à un capteur, ils ont montré que la tobramycine et la sisomycine se lient directement aux protéines spike quasi‑intégrales des variantes Delta et Omicron. La spike de Delta liait systématiquement ces médicaments plus fortement que celle d’Omicron, et la tobramycine était le ligand le plus serré dans les deux cas. La dichroïsme circulaire, qui détecte des changements de conformation des protéines en solution, a confirmé que l’ajout des antibiotiques modifiait la structure de la spike, encore une fois avec des effets plus marqués pour la tobramycine et pour la spike Delta. Ensemble, ces mesures dessinent un tableau cohérent : les antibiotiques interagissent directement avec la spike et la remodelent légèrement, mais de manière dépendante de la variante.

Approfondir la région clé d’accrochage de la spike

Parce que le virus utilise une portion spécifique de la spike — le domaine de liaison au récepteur — pour se fixer à la protéine ACE2 des cellules humaines, les auteurs ont ensuite testé si les antibiotiques touchent cette zone critique. Par résonance magnétique nucléaire, ils ont examiné un domaine de liaison au récepteur purifié et observé comment ses signaux atomiques changeaient à l’ajout de tobramycine ou de sisomycine. La sisomycine n’a montré aucun effet net, suggérant une liaison faible ou absente à ce fragment. La tobramycine, en revanche, a atténué les signaux provenant de certaines boucles du domaine de liaison, indiquant un contact direct en plusieurs points, y compris sur des parties de la surface qui font face à ACE2 dans le virus intact. Des simulations de docking sur ordinateur utilisant la spike trimérique complète ont ensuite suggéré où ces molécules pourraient se loger dans la structure entière : nichées dans une fente entre sous‑unités voisines de la spike, à l’écart du site principal de contact avec ACE2, et formant de nombreux liaisons hydrogène qui expliqueraient la plus forte affinité de la tobramycine.

Vérifier si la liaison se traduit par une protection réelle

La liaison seule ne garantit pas qu’un composé puisse empêcher l’infection, aussi l’équipe s’est tournée vers des mini‑poumons humains cultivés en laboratoire appelés organoïdes. Ces minuscules tissus tridimensionnels ont été infectés par des virus Delta ou Omicron vivants en présence de tobramycine ou de sisomycine à concentrations élevées, et comparés à un antiviral connu, le remdesivir. De manière encourageante, aucun des antibiotiques n’a endommagé les organoïdes. Les deux montraient une tendance à réduire la quantité de virus libérée — parfois de plus de moitié — mais les résultats étaient variables et n’atteignaient pas la puissance statistique suffisante pour revendiquer un effet antiviral net. Les auteurs suggèrent que sur des particules virales réelles, la spike est densément couverte de sucres naturels, formant un « bouclier glycannique » qui pourrait empêcher les antibiotiques d’atteindre les fentes inter‑sous‑unités qui paraissent accessibles sur les protéines spike simplifiées utilisées dans leurs essais de liaison.

Ce que ce travail signifie pour les traitements futurs

Cette recherche montre que certains antibiotiques aminoglycosides connus de longue date peuvent se fixer directement sur la protéine spike du SARS‑CoV‑2, en particulier dans des creux formés là où se rencontrent les sous‑unités de la spike. Bien que ces médicaments non modifiés ne soient pas, en l’état, des antiviraux fiables contre la COVID‑19, leur capacité à se lier à des régions conservées de la spike suggère qu’ils pourraient servir de squelettes chimiques — formes de départ que les chimistes peuvent modifier pour concevoir de nouvelles molécules plus puissantes. De tels composés de nouvelle génération pourraient mieux se loger dans la spike, perturber ses mouvements ou surmonter la couche protectrice de sucres du virus. En ce sens, le travail ne livre pas un médicament prêt à l’emploi contre la COVID‑19, mais ouvre une voie inattendue pour développer des traitements futurs qui agissent directement sur le virus, indépendamment des variations chez l’hôte humain.

Citation: Hatakeyama, D., Shoji, M., Miki, Y. et al. Glycan-binding properties of SARS-CoV-2 spike proteins: interactions with aminoglycoside antibiotics. Sci Rep 16, 12769 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42404-3

Mots-clés: Spike du SARS-CoV-2, antibiotiques aminoglycosides, tobramycine, variants Delta et Omicron, conception de médicaments antiviraux