L’Institut for Protein Design de UW Medicine et Skape Bio ont publié des résultats dans la revue Nature le 21 mai 2026. Ils ont utilisé l’intelligence artificielle pour concevoir des miniprotéines capables d’activer ou de bloquer les récepteurs couplés aux protéines G (GPCR), ouvrant la voie à de nouveaux traitements médicaux.
Le défi du ciblage des récepteurs GPCR
Les récepteurs couplés aux protéines G, ou GPCR, jouent un rôle fondamental dans l’organisme humain. Situés dans la membrane plasmique, qui constitue la frontière entre l’intérieur et l’extérieur d’une cellule vivante, ces récepteurs communiquent avec presque tous les processus physiologiques. Selon les données publiées par EurekAlert! et Phys.org, cela inclut des fonctions essentielles telles que la vision, l’odorat, ainsi que la détection de l’insuline, de l’adrénaline, des nutriments et des médicaments.
L’un des obstacles majeurs pour la recherche médicale a été la création de molécules capables de basculer ces récepteurs entre un état actif et un état inactif selon le contexte. Cette difficulté s’explique par la structure même des GPCR : l’interrupteur de signalisation se trouve dans des poches flexibles et profondes, dont la forme rend le ciblage particulièrement complexe.
La réussite de ce contrôle permettrait non seulement de mieux comprendre comment ces récepteurs régulent les fonctions corporelles, mais offrirait également des perspectives pour le développement de médicaments destinés à des maladies qui ne disposent actuellement d’aucun traitement.
Une approche inversée via l’intelligence artificielle
Pour surmonter ces obstacles structurels, l’UW Medicine Institute for Protein Design et Skape Bio ont mis en œuvre des stratégies de conception spécialisées. L’objectif était de créer des miniprotéines, définies comme des protéines composées de moins de 100 acides aminés, capables de s’insérer dans ces sites difficiles d’accès.
L’utilisation de l’informatique et de l’IA a permis de renverser la méthode traditionnelle d’étude des protéines. David Baker, directeur de l’Institute for Protein Design, professeur de biochimie à la University of Washington School of Medicine et chercheur au Howard Hughes Medical Institute, explique la démarche :
wp:quote La conception de protéines consiste à prendre notre compréhension de la façon dont les protéines se replient et à l’inverser — en demandant si nous pouvons envisager, avec l’aide du calcul par IA, une nouvelle protéine qui se fixe à une cible de manière spécifiquement conçue.
Cette méthode a permis de générer des molécules capables de cibler précisément des états actifs ou inactifs du récepteur, permettant ainsi d’activer ou d’interrompre la signalisation cellulaire. David Baker a précisé que cette étude démontre la possibilité de répéter ce processus pour différents GPCR en exploitant leur mouvement dynamique, aboutissant à une approche généralisée pour cibler des récepteurs biologiquement critiques
.
Résultats expérimentaux et performances cliniques
Les études structurales ont confirmé que plusieurs de ces miniprotéines correspondaient étroitement aux modèles de conception initiaux. L’efficacité de cette approche a été testée, notamment lors d’une étude sur des souris. Dans ce cadre, une miniprotéine conçue par IA a affiché des performances comparables à celles d’un médicament utilisé en clinique, tout en présentant moins d’effets secondaires.
Cette avancée marque une différence significative par rapport aux thérapies actuelles. Edin Muratspahić, chercheur postdoctoral à l’Institute for Protein Design et l’un des premiers auteurs de l’étude, souligne les limites des options existantes :
wp:quote Les médicaments existants, tels que les anticorps, se lient mais échouent souvent à activer ou à bloquer la signalisation des GPCR.
Pour Muratspahić, le fait de constater que des miniprotéines conçues par ordinateur puissent non seulement se lier, mais réellement contrôler la signalisation des GPCR dans des cellules vivantes a constitué un moment déterminant.
Afin d’accélérer la découverte de ces protéines, les chercheurs ont également mis au point un nouveau système de criblage, car les méthodes de criblage traditionnelles sont jugées difficiles pour ce type de cibles.
L’information présentée dans cet article est issue de recherches médicales et ne constitue pas un avis médical. Pour toute question concernant un traitement ou une pathologie, veuillez consulter un professionnel de santé qualifié.
Pour aller plus loin
