Une IA conçoit des enzymes qui découpent des protéines ciblées

Les protéases sont les ciseaux de la biologie : des enzymes qui découpent les protéines en peptides, voire en acides aminés isolés. Médecins et industriels s'appuient déjà sur elles pour nettoyer les tissus, digérer les déchets et contribuer à la fabrication de produits du quotidien. Jusqu'ici, elles provenaient de la nature. En 2026, une équipe dirigée par David Baker, à l'université de Washington, a montré que l'intelligence artificielle peut les concevoir de zéro, et que certaines des nouvelles enzymes remplissent bien leur rôle.

La difficulté tient à la double tâche. Une enzyme doit reconnaître une séquence protéique choisie et la découper efficacement. L'IA savait déjà produire de nouvelles formes de protéines, mais un découpeur fonctionnel était un défi d'une autre nature. Les chercheurs ont enchaîné plusieurs outils. RFdiffusion2, dans une version appelée RFD2-MI, a conçu la forme tridimensionnelle et la structure centrale de chaque protéine. ProteinMPNN et un programme apparenté, EnhancedMPNN, ont choisi les séquences d'acides aminés permettant à l'enzyme et à sa cible de s'ajuster l'une à l'autre. AlphaFold 3 a ensuite prédit la forme finale de chaque conception numérique et vérifié à quel point elle correspondait au plan. Le cycle a été répété des dizaines de fois pour chaque famille.

Les tests sont venus ensuite. Des bactéries ont produit une longue chaîne protéique unissant l'enzyme candidate, sa séquence cible et une protéine marqueur lumineuse. Si l'enzyme découpait la cible, le marqueur était libéré. Sur 69 candidates protéases à cystéine, 13 ont découpé leur cible. Les conceptions de protéases à zinc ont fait mieux : 36 % des 135 candidates ont découpé le peptide correspondant. L'équipe a ensuite utilisé l'IA pour affiner les options les plus prometteuses. Elle a rendu la meilleure enzyme à zinc 30 fois plus rapide pour découper, et elle a produit une enzyme à cystéine qui coupait exactement au site visé. « Nos résultats montrent que la conception d'enzymes de novo a largement dépassé les réactions modèles sur des substrats activés », écrivent les auteurs.

Certaines enzymes visaient aussi des maladies. Une protéase conçue par IA a découpé la protéine TDP-43 entière, une protéine qui s'accumule anormalement dans la SLA (sclérose latérale amyotrophique), la maladie du motoneurone la plus fréquente, et dans certaines formes de démence. D'autres versions ont découpé des fragments de bêta-amyloïde, liée à la maladie d'Alzheimer, et de protéine amyloïde sérique A, associée à de graves atteintes d'organes dans l'amylose systémique. Les enzymes n'ont pas encore été testées dans des essais cliniques sur l'humain, et les auteurs ne donnent pas de calendrier pour cette étape.

Que change cette avancée, et pour qui ? Pour les développeurs de médicaments et les chimistes industriels, l'étude suggère que des enzymes pourraient être conçues sur mesure, en visant une région précise d'une protéine plutôt que ce que la nature a bien voulu offrir. Cela demandera des années de travaux supplémentaires : les taux de réussite restent partiels, les tests ont été menés en laboratoire, et les auteurs ne disent pas quand un candidat pourrait atteindre des patients. Pour l'instant, le changement est méthodologique. La conception d'une enzyme fonctionnelle, hors de portée il y a quelques années, commence désormais sur un ordinateur et se termine dans un tube à essai.