Lorsque Gurudeeban Selvaraj et Satyavani Kaliamurthi sont arrivés au Canada en 2019, ils ne se doutaient pas qu’ils mettraient au point un vaccin préventif ainsi qu’un médicament pour lutter contre la plus grande pandémie du millénaire.

En tant que bénéficiaires de la Bourse de recherche Mitacs Globalink, les deux scientifiques avaient l’intention d’étudier au Canada pendant quatre mois et de rentrer en Chine en avril 2020. Cependant, avec l’apparition de la COVID-19 et les consignes de confinement, ils ont dû prolonger leur séjour au Canada et réorienter leurs travaux de recherche sur le cancer du poumon et du col de l’utérus pour trouver une solution contre le Coronavirus.

Au début du confinement mondial, Gurudeeban Selvaraj et Satyavani Kaliamurthi se sont retrouvés loin de chez eux en raison des restrictions de voyage.

« En mars 2020, des mesures de confinement ont soudainement été imposées à toute la planète, y compris Montréal. En tant que visiteur universitaire, j’ai été désorienté et effrayé par la situation. Les frontières entre le Canada et la Chine étaient fermées, mais mon stage devait se terminer en avril 2020 », explique Gurudeeban Selvaraj.

Alors que la situation empirait à l’étranger, les deux chercheurs ont discuté des alternatives possibles à leurs plans initiaux. Suite à ce revirement de situation, Mitacs leur a accordé une prolongation afin qu’ils poursuivent leurs recherches et restent à Montréal. Cependant, en raison des mesures d’éloignement social en place au Canada, ils ont été forcés de mener la majorité de leur recherche à partir de leur domicile. Heureusement, Gurudeeban Selvaraj et Satyavani Kaliamurthi sont chargés de la partie numérique de la recherche et développement des médicaments et vaccins, tandis que des partenaires en Chine font les essais en laboratoire.

« Faire du télétravail est adapté puisque la plupart de nos travaux numériques sont effectués à distance. L’analyse et la visualisation de nos résultats de modélisation sophistiqués peuvent se faire avec un ordinateur portable. Nous accédons à nos logiciels et effectuons nos simulations sur les grappes de calcul du CERMM et les installations informatiques de recherche avancée de Calcul Canada », explique Satyavani Kaliamurthi.

La Bourse de recherche Globalink de Mitacs leur a permis d’étudier au Centre de recherche en modélisation moléculaire (CERMM) à l’Université Concordia à Montréal, au Québec, dans le cadre du développement d’un partenariat international avec le Centre for Interdisciplinary Sciences – Computational Life Sciences de l’Henan University of Technology, en Chine.

Parcours jusqu’à un vaccin contre la COVID-19​

Le travail quotidien de Gurudeeban Selvaraj et Satyavani Kaliamurthi implique la modélisation et le criblage virtuel, l’intelligence artificielle (IA) appliquée, ainsi que des simulations moléculaires à grande échelle. Ensemble, ils organisent des rencontres virtuelles et travaillent sur leur recherche en équipe avec l’aide du professeur Peslherbe.

« Il s’agit du premier projet de recherche et développement sur un médicament et un vaccin ciblant une maladie en cours auquel je participe », mentionne le professeur Peslherbe. « C’est un domaine de recherche que nous avons renforcé au sein de mon groupe. Nous œuvrons dans la chimie numérique depuis plus de 20 ans, et de plus en plus, nous nous tournons vers des applications biologiques et biomédicales. La recherche sur les coronavirus est un axe de recherche que nous allons amplifier au cours des prochains mois. »

Les deux chercheurs utilisent l’IA et la vaccinologie inverse pour accélérer le processus de recherche du vaccin contre la COVID-19.

« Ce vaccin nous permettra de trouver une réponse immunitaire durable, indépendante de l’âge et du sexe », précise Satyavani Kaliamurthi.

Le projet vise principalement à bien comprendre l’enzyme principale du virus, qui joue un rôle de premier plan dans sa réplication dans le corps humain. Cela signifie que cette enzyme permet au virus de se multiplier et de progresser rapidement. En utilisant les nouvelles méthodes reposant sur l’IA et sur la modélisation structurelle du virus, Gurudeeban Selvaraj et Satyavani Kaliamurthi collaborent pour créer un vaccin fiable.

Différentes approches à l’égard de la recherche pour un même problème

Même si Gurudeeban Selvaraj et Satyavani Kaliamurthi déploient tous deux leurs efforts pour mettre au point un vaccin et un médicament abordables et accessibles contre la COVID-19, ils utilisent des méthodes de recherche différentes. Le premier teste de potentiels médicaments pour cibler la protéase principale du virus à l’aide de simulations moléculaires, tandis que la deuxième se concentre sur la vaccinologie inverse pour identifier les aspects structurels du processus de réplication du virus.

« Les avancées à l’égard de la conception des médicaments et de l’intelligence artificielle appliquée dans le cadre de ce projet devraient encourager le développement rapide et rentable d’autres nouveaux médicaments. Un autre objectif important vise à identifier les médicaments qui peuvent être reconditionnés pour lutter contre la COVID-19 », précise Gurudeeban Selvaraj.

Habituellement, les scientifiques se servent d’un virus entier pour immuniser. La vaccinologie inverse est une autre méthode scientifique selon laquelle les chercheurs exploitent les renseignements structurels du virus pour produire un vaccin.

« Par rapport à la vaccinologie conventionnelle, la vaccinologie inverse produit des vaccins qui sont très efficaces, opportuns et rentables. Le projet devrait ouvrir de nouvelles voies à la mise au point d’un vaccin contre ce virus SARS-CoV-2 inédit », déclare Satyavani Kaliamurthi.

Grâce à son expérience dans la recherche sur le cancer du col de l’utérus, elle a facilement pu réorienter sa recherche sur un vaccin contre la COVID-19 en raison de la nature semblable du papillome du col de l’utérus, une infection qui peut changer les cellules du col de l’utérus en cellules précancéreuses. De même, les recherches précédentes de Gurudeeban Selvaraj sur de nouveaux médicaments pour le cancer du poumon et les maladies respiratoires l’ont aidé dans sa conception de médicaments pour la COVID-19.

Compte tenu des connaissances actuelles sur la COVID-19, il est important de diversifier les initiatives de recherche autant que possible pour augmenter nos chances d’éradiquer le virus.

Une lueur d’espoir

La pandémie de COVID-19 a poussé les deux chercheurs à utiliser leurs connaissances et compétences pour trouver des solutions à un nouveau défi. Leur amour des sciences et leurs compétences leur ont donné la motivation et les connaissances requises pour contribuer à répondre à cette crise mondiale.

« Ma mère m’a toujours encouragée à me concentrer sur des sujets liés aux sciences et à l’histoire parce qu’ils sont étroitement liés au patrimoine, aux coutumes et aux milieux de vie », raconte la scientifique.

Leurs efforts concertés dans cette lutte contre la pandémie sont profondément personnels, et c’est ce qui renforce leur détermination, leur persévérance et leur propension envers l’innovation.

« Ma passion pour la recherche biomédicale, les encouragements de mes professeurs, le soutien de mes amis et de mon épouse ainsi que ma responsabilité sociale en tant que scientifique m’ont tous motivé à mener des recherches sur la COVID-19 », conclut son collègue.

Les programmes de Mitacs sont financés par plusieurs partenaires à travers le Canada. Nous remercions le gouvernement du Canada, le gouvernement de l’Alberta, le gouvernement de la Colombie-Britannique, Research Manitoba, le gouvernement du Nouveau-Brunswick, le gouvernement de Nouvelle-Écosse, le gouvernement de l’Ontario, Innovation PEI, le gouvernement du Québec, le Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies, le gouvernement de la Saskatchewan et le gouvernement de Terre-Neuve-et-Labrador de nous aider à favoriser l’innovation et la croissance économique partout au pays.

Avez-vous un défi d’affaires qui pourrait bénéficier d’une solution de recherche? Si tel est le cas, contactez Mitacs aujourd’hui pour discuter d’occasions de partenariat : BD@mitacs.ca.