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Lorsque Gurudeeban Selvaraj et Satyavani Kaliamurthi sont arrivés au Canada en 2020, ils n’avaient aucune idée qu’ils développeraient un vaccin pour la pandémie du millénaire.
Lorsque Gurudeeban Selvaraj et Satyavani Kaliamurthi sont arrivés au Canada en 2019, ils n’avaient aucune idée qu’ils allaient créer à la fois un vaccin préventif et un médicament guérisseur pour faire face à la plus grande pandémie du millénaire.
En tant que Mitacs Bourse de recherche Globalink les boursiers Selvaraj et Kaliamurthi avaient l’intention d’étudier au Canada pendant quatre mois et de rentrer en Chine en avril 2020. Cependant, avec l’arrivée de la COVID-19 et des ordres de confinement, ils se sont retrouvés à rester au Canada pendant une longue période, et leur travail est passé de la recherche sur le cancer du poumon et du col de l’utérus au développement d’une solution au coronavirus.
Au début du confinement mondial, les restrictions de voyage vers la Chine ont laissé Selvaraj et Kaliamurthi coincés loin de chez eux.
« Au mois de mars 2020, il y a eu un confinement soudain partout dans le monde, y compris à Montréal. En tant que visiteur universitaire, j’étais à la fois confus et effrayé par la situation. Les frontières du Canada et de la Chine étaient fermées, et mon stage devait se terminer en avril 2020 », explique Selvaraj.
À mesure que la situation à l’étranger s’aggravait, les deux chercheurs ont discuté de solutions alternatives concernant leurs plans initiaux. Dans un retournement de situation, Selvaraj et Kaliamurthi ont tous deux obtenu une prolongation de la part de Mitacs pour poursuivre leurs recherches et rester à Montréal. Cependant, en raison des mesures de distanciation sociale du Canada, Selvaraj et Kaliamurthi ont été forcés de mener la plupart de leurs recherches à domicile. Heureusement, les deux chercheurs mènent des recherches et développements computationnels de médicaments et de vaccins, tandis que des partenaires en Chine mènent les expériences en laboratoire.
« Travailler de la maison est faisable puisque la majorité de notre travail informatique se fait sur des sites éloignés. L’analyse et la visualisation de nos résultats de modélisation sophistiqués peuvent être effectuées avec un ordinateur portable. Nous accédons à nos logiciels et exécutons nos simulations sur les grappes de calcul CERMM et dans les installations de recherche avancée de Compute Canada », explique Kaliamurthi.
Leur Bourse de recherche Globalink des bourses de Mitacs leur ont permis d’étudier au Centre de recherche en modélisation moléculaire (CERMM) de l’Université Concordia à Montréal, Québec, dans le cadre d’un partenariat international en développement avec le Centre des sciences interdisciplinaires – Sciences de la vie computationnelles, Université de technologie du Henan, Chine.
Parcours vers un vaccin contre la COVID-19
Au quotidien, le travail de Selvaraj et Kaliamurthi implique le dépistage et la modélisation virtuels, l’intelligence artificielle appliquée (IA) et des simulations moléculaires à grande échelle. Ensemble, ils tiennent des réunions virtuelles et travaillent en équipe sur leurs recherches avec l’aide du professeur Peslherbe.
« Ce projet est la première recherche sur le développement de médicaments et de vaccins ciblant une maladie en cours à laquelle j’ai participé », déclare Peslherbe. « C’est un domaine de recherche que nous avons renforcé dans mon groupe. Nous travaillons en chimie computationnelle depuis plus de 20 ans, et de plus en plus, nous nous orientons vers des applications biologiques et biomédicales. La recherche sur les coronavirus est une ligne de recherche que j’espère intensifier dans les prochains mois. »
Selvaraj et Kaliamurthi utilisent également l’IA et la conception de vaccinologie inversée pour accélérer le processus de recherche sur le vaccin contre la COVID-19.
« Ce vaccin nous permettra de développer une réponse immunitaire durable indépendante de l’âge et du genre », affirme Kaliamurthi.
Le projet se concentre principalement sur une compréhension globale de l’enzyme principale du virus, qui aurait joué un rôle important dans sa réplication dans le corps humain. Ce qui signifie que cette enzyme spécifique permet au virus de se multiplier et de progresser rapidement. En utilisant une nouvelle méthodologie incluant l’IA et la modélisation structurelle du virus, Selvaraj et Kaliamurthi travaillent ensemble pour créer un vaccin fiable.
Approches de recherche différentes pour les mêmes défis
Bien que Selvaraj et Kaliamurthi travaillent tous deux à développer un vaccin et un médicament contre la COVID-19 abordables et accessibles, ils utilisent des méthodes de recherche différentes. Selvaraj analyse les médicaments candidats potentiels pour cibler la protéase principale du virus à l’aide de simulations moléculaires, tandis que Kaliamurthi se concentre sur l’ingénierie inversée des vaccins pour identifier les aspects structurels des processus de réplication du virus.
« La conception de nouveaux médicaments et les approches d’intelligence artificielle appliquées adoptées dans ce projet devraient stimuler le développement rapide et rentable de nouveaux médicaments alternatifs. Et un objectif tout aussi important est d’identifier des médicaments pouvant être réutilisés pour lutter contre la COVID-19 », explique Selvaraj.
Traditionnellement, les scientifiques utilisent un virus entier pour immuniser. La vaccinologie inversée offre une méthode scientifique alternative où les chercheurs exploitent l’information structurelle du virus pour produire un vaccin.
« Comparée à la vaccinologie conventionnelle, la vaccinologie inversée produit des vaccins très efficaces, opportuns et rentables. Le projet devrait ouvrir de nouvelles voies dans le développement de vaccins contre le virus sans précédent du SARS-CoV-2 », affirme Kaliamurthi.
Grâce à son expérience en recherche sur le cancer du col de l’utérus, Kaliamurthi a pu facilement s’adapter à la recherche sur les vaccins contre la COVID-19 grâce à la nature similaire à ses précédentes recherches sur le papillome du col de l’utérus, une infection qui peut transformer les cellules du col de l’utérus en cellules pré-cancéreuses du col de l’utérus. De même, les recherches antérieures de Selvaraj sur une nouvelle conception de médicaments pour le cancer du poumon et les affections respiratoires l’ont aidé dans sa recherche sur la conception et le développement de médicaments contre la COVID-19.
Compte tenu des connaissances actuelles sur la COVID-19, il est important de diversifier les initiatives de recherche autant que possible afin de tirer parti de toutes les ressources disponibles pour lutter contre le virus.
Une lueur d’espoir
La pandémie de COVID-19 a motivé Selvaraj et Kaliamurthi à utiliser leurs connaissances et compétences pour développer des solutions à un nouveau défi; Et leur amour pour la science et les compétences leur a donné la motivation et les connaissances nécessaires pour aider à faire face à cette crise mondiale.
« Ma mère m’a toujours encouragé à me concentrer sur les matières scientifiques et historiques parce que les deux matières sont très mêlées à l’héritage, aux habitudes et aux milieux de vie », explique Kaliamurthi.
Grâce à leurs efforts conjoints, la lutte contre la pandémie vient d’un endroit profondément personnel qui accélère encore leur détermination, leur persévérance et leur propension à l’innovation.
« Ma passion pour la recherche biomédicale, l’encouragement de mes professeurs, le soutien de mes amis et de ma femme, ainsi que ma responsabilité sociale en tant que personne scientifique m’ont tous motivé à mener des recherches sur la COVID », explique Selvaraj.
Les programmes de Mitacs reçoivent du financement de plusieurs partenaires à travers le Canada. Nous remercions le gouvernement du Canada, le gouvernement de l’Alberta, le gouvernement de la Colombie-Britannique, Recherche Manitoba, le gouvernement du Nouveau-Brunswick, le gouvernement de Terre-Neuve-et-Labrador, le gouvernement de la Nouvelle-Écosse, le gouvernement de l’Ontario, l’Innovation, le gouvernement du Québec, le gouvernement du Québec, le Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies, ainsi que le gouvernement de la Saskatchewan pour notre soutien dans la promotion de l’innovation et de la croissance économique à travers le pays.
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