Comment les vaccins anticovid peuvent-ils produire des maladies à prion comme Creutzfeldt-Jakob ?

La maladie de Creutzfeldt-Jakob est un des effets secondaires relevés suite aux vaccinations contre la Covid. La protéine spike des vaccins à ARNm a été suspectée de produire. Problème : ces protéines sont suspectées provenir de virus,

mais aucun virus pathogène n’a jusqu’à ce jour été réellement isolé en suivant la méthode scientifique¹ ; où sont les études qui isolent et caractérisent chimiquement de manière scientifique des protéines spike dans les vaccins ? Des observations et analyses menées par diverses équipes de chercheurs ont par contre relevé la présence de graphène dans les vaccins². L’étude suivante montre le mécanisme par lequel le graphène affecte la protéine prion.

Comment le graphène affecte le mauvais pliage de la protéine prion humaine : une étude combinée d’expérimentation et de simulation de dynamique moléculaire³

Points principaux

• Il est important d’évaluer l’effet du graphène sur les protéines liées à l’amyloïde.
• L’influence du graphène sur le prion a été explorée par des expériences et des simulations MD (Dynamique moléculaire).
• L’ajout de graphène a modifié la structure secondaire de la protéine prion.
• Dans l’induction du graphène, les régions des boucles H1 et S2-H2 du prion deviennent instables.
• Le graphène peut induire un mauvais pliage du prion et entraîner un risque potentiel.

Résumé

En raison de la large application du graphène dans le domaine biomédical, il est urgent et important d’évaluer comment le graphène affecte la structure et la fonction des protéines dans notre corps, en particulier les protéines liées à l’amyloïde. La protéine prion, qui est une protéine amyloïde typique, se replie mal et s’agrège, ce qui entraîne de graves maladies à prion. Pour déterminer si le graphène favorise ou inhibe la formation de l’amyloïde, nous avons combiné les méthodes expérimentales et de simulation de la dynamique moléculaire (MD) pour étudier l’influence du graphène sur le domaine globulaire de la protéine prion (PrP117-231). Les résultats de la trempe de fluorescence et du spectre de dichroïsme circulaire ont montré que l’ajout de graphène modifiait considérablement la structure secondaire de la protéine prion, se traduisant principalement par une réduction de la structure en hélice α et une augmentation de la structure en spirale, ce qui indique que le graphène peut renforcer l’inclinaison du prion à mal se replier. Pour mieux comprendre le mécanisme du changement de conformation du prion sous l’effet du graphène, nous avons effectué des simulations MD de tous les atomes dans un solvant explicite. Nos simulations suggèrent que la protéine prion peut être rapidement et étroitement adsorbée sur le graphène avec un faible réarrangement conformationnel et qu’elle peut se réorienter lorsqu’elle s’approche de la surface. La force de Van der Waals dirige le processus d’adsorption. Dans l’induction du graphène, les régions des boucles H1 et S2-H2 du prion deviennent instables et le prion commence à se déformer partiellement. Notre travail montre que le graphène peut induire le mauvais repliement de la protéine prion et peut entraîner un risque potentiel pour les biosystèmes.

Introduction

Depuis sa découverte en 2004, le graphène a suscité une grande attention dans divers domaines, en raison de ses remarquables propriétés électriques, optiques, physiques et chimiques. Jusqu’en 2008, les applications biomédicales potentielles du graphène ont commencé à attirer l’attention des scientifiques, notamment l’administration de médicaments/gènes, la biodétection, la bioimagerie, les matériaux antibactériens, les échafaudages biocompatibles pour la culture cellulaire, etc.⁴. Comme nous le savons, lorsque des nanoparticules (NPs) pénètrent dans un milieu biologique, les protéines et autres biomolécules entrent rapidement en compétition pour se lier à la surface des NPs, soit fortement, soit faiblement, ce qui conduit à la formation d’une couronne protéique dynamique⁵. Leur interaction avec les protéines peut perturber à la fois la structure et la fonction des protéines. Lorsque les NPs interagissent avec des enzymes biologiques, elles peuvent faire perdre aux enzymes leurs conformations d’origine et inhiber ou améliorer les fonctions des enzymes⁶. Par exemple, tel que rapporté par Chen et al. (2017), lorsque les SWCNT interagissent avec la lignine peroxydase et la maléylpyruvate isomérase, les fonctions des enzymes sont inhibées. De plus, l’interaction entre les NPs et les protéines ou peptides amyloïdes pourrait inhiber ou faciliter la formation de l’amyloïde⁷. En raison de leur surface spécifique élevée, les nanomatériaux de la famille du graphène possèdent des capacités d’adsorption de protéines potentiellement plus importantes que la plupart des autres nanomatériaux⁸. Malgré le nombre croissant d’études computationnelles portant sur l’interaction entre le graphène et les protéines, on sait peu de choses sur les effets du graphène sur la structure de la protéine de l’amylose. Ainsi, la question de savoir si le graphène inhibe ou favorise la formation d’amyloïdes reste controversée. Par conséquent, une question essentielle à résoudre avant de poursuivre les applications du graphène en biomédecine est la toxicité potentielle à court et à long terme de ce nouveau nanomatériau⁹.

Ici, pour découvrir les effets du graphène sur les protéines liées à l’amyloïde, nous avons combiné les méthodes expérimentales et de simulation de dynamique moléculaire (MD) pour étudier l’influence du graphène sur le domaine globulaire de la protéine prion cellulaire normale (PrPC). Le mauvais repliement et l’agrégation de la protéine prion entraîneront de graves maladies à prion et constituent également le facteur clé pour le développement d’un diagnostic précoce et de technologies de détection très sensibles des biomolécules liées à la PrP¹⁰. Les maladies à prions¹¹ sont les seules maladies amyloïdes infectieuses connues. La conversion de la protéine prion (PrP) de sa forme cellulaire (PrPC) à sa forme pathogène (PrPSc)¹² est la procédure clé du développement des maladies à prions. Le domaine globulaire de la protéine prion cellulaire normale (PrPC) est riche en structure α-hélice. Une fois que le mauvais pliage se produit, il passe à la structure riche en feuillets β¹³. Ici, pour surveiller si la protéine prion se replie mal sous l’effet du graphène, on a utilisé la méthode d’extinction de la fluorescence et les spectres de dichroïsme circulaire (CD). Bien que ces méthodes expérimentales puissent nous permettre d’évaluer directement si la structure secondaire de la protéine prion va changer ou non, elles ne peuvent pas fournir le mécanisme de transition de la structure. Ainsi, afin d’explorer comment la protéine prion interagit avec le graphène et de découvrir la transition de structure de la protéine prion, la simulation de dynamique moléculaire (MD) a été réalisée. Comparée à la méthode expérimentale, la simulation de dynamique moléculaire peut fournir des informations plus détaillées et plus dynamiques sur l’interaction entre la protéine et les nanoparticules. En outre, le changement structurel induit de la protéine par le graphène peut également être observé facilement en analysant la trajectoire de la simulation de la dynamique moléculaire.

Extraits des sections

Clonage, expression et purification de Prion117-231

Les gènes de la protéine prion (PrP117-231) ont été synthétisés par GENEWIZ, Inc. Suzhou, Chine et ont été clonés dans le plasmide dérivé pET-28b contenant 6×His tag. Le plasmide a été transformé dans des cellules compétentes de la souche BL21 (DE3) d’Escherichia coli (Conway et al., 1998) par choc thermique à 42 °C pendant 60 s. Les protéines prions (PrP117-231) ont été exprimées et purifiées comme décrit (Li et al., 2017). La pureté et la concentration de la protéine repliée ont été déterminées à l’aide d’un SDS-PAGE à 12 % et d’un Nanodrop 2000.

L’interaction entre le graphène et PrP117-231

En présence de différentes concentrations de graphène, les spectres de fluorescence de PrP117-231 ont été collectés et affichés dans la Fig. 2. Ici, la « ligne blanche » est l’intensité de fluorescence de PrP117-231 sans graphène. Lorsque la concentration de graphène augmente, l’intensité de fluorescence de la protéine diminue, ce qui indique que le graphène peut éteindre la fluorescence intrinsèque du prion en fonction de la concentration. En particulier, lorsque la concentration de graphène atteignait 0,10 mg/ml, l’intensité de fluorescence de la protéine diminuait.

Conclusions

Dans le présent travail, nous avons étudié les variations structurelles au niveau atomique de la PrP125-228 sur la surface du graphène afin de comprendre les effets du graphène sur la structure de la protéine amyloïde et d’explorer la biosécurité du graphène dans les applications biomédicales. Les résultats des expériences de trempe de fluorescence et de spectre de dichroïsme circulaire ont montré que l’ajout de graphène modifiait largement la structure secondaire du domaine global du prion et pouvait renforcer la tendance au mauvais repliement de la protéine amyloïde.

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