Un trousseau de clés posé sur la table — chacune n'ouvre qu'une seule serrure. Dans les cellules vivantes, les nanocorps jouent souvent ce rôle de clés : ce sont de minuscules fragments d'anticorps qui se fixent à des protéines bien précises. Ils permettent d'acheminer un médicament exactement vers la cellule malade ou de bloquer un processus nocif. Mais ajuster la forme du « panneton » — les trois boucles flexibles responsables de la reconnaissance — était auparavant lent et imprécis. Soit on testait des variantes pendant des jours, soit on n'arrivait pas à cibler une zone spécifique de la protéine.
Les auteurs de cette nouvelle étude ont créé le programme EasyNano. Il résout ce problème en 10 à 20 minutes sur un ordinateur de bureau puissant. Au lieu de tester aveuglément des millions de combinaisons, le programme « affine » progressivement la forme des boucles, les rapprochant pas à pas de la cible. EasyNano s'appuie sur le modèle replié existant de la protéine cible et suit l'évolution des distances entre les acides aminés — comme si l'on ajustait une clé sur l'empreinte de la serrure. Les calculs utilisent une version allégée du modèle ESMFold2 (721 millions de paramètres), un prédicteur de structure rapide. La version complète (1,3 milliard de paramètres) veille à ce que le squelette du nanocorps ne se déforme pas.
Une découverte importante a été de savoir par où commencer l'ajustement. Si l'on part de la séquence naturelle des boucles plutôt que d'une séquence aléatoire, le programme trouve de meilleures solutions. Un serrurier expérimenté ne taille pas une clé à partir de zéro, il retravaille une ébauche existante — ici, le même principe s'applique. Les tests sur six paires différentes « nanocorps–cible » ont montré que les améliorations ne sont pas dues au hasard. Pour l'un des exemples, la significativité statistique a atteint 5.7 sigma — bien au-delà des fluctuations habituelles. De plus, plusieurs exécutions avec des conditions initiales différentes aboutissent à des formes de boucles différentes mais tout aussi bonnes. Cela signifie que la nature dispose de plusieurs façons de fabriquer une clé fiable.
Les nanocorps utilisés par EasyNano sont une version miniature des anticorps, empruntée aux chameaux et aux lamas. Leur principal avantage est leur petite taille, qui leur permet de pénétrer dans les interstices étroits à la surface des protéines, là où les anticorps classiques ne peuvent tout simplement pas entrer.
Dans la nouvelle de Greg Bear « La musique du sang », des nanorobots conçus pour des protéines spécifiques restructurent le corps de l'intérieur — un peu comme les nanocorps créés avec EasyNano pourraient corriger avec précision le fonctionnement des cellules.