Une équipe de scientifiques des États-Unis a récemment révélé que les inhibiteurs à petites molécules de la protéase principale du coronavirus 2 (SRAS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère présentent une activité antivirale puissante. Ces inhibiteurs montrent une meilleure efficacité lorsqu'ils sont utilisés en association avec le médicament antiviral Remdesivir. L'étude est actuellement disponible sur le bioRxiv* serveur de pré-impression.
Le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), le pathogène causal de la pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), est un virus à ARN de sens positif avec une taille de génome d'environ 30 kb. Le virus se propage rapidement d'une personne à l'autre, principalement via des gouttelettes respiratoires. Depuis son émergence en décembre 2019 en Chine, le SRAS-CoV-2 mortel a infecté plus de 40 millions de personnes et fait plus d'un million de morts dans le monde. Actuellement, aucun médicament antiviral ou vaccin n'est disponible pour traiter spécifiquement et efficacement l'infection par le SRAS-CoV-2.
Le génome du SRAS-CoV-2 code pour plusieurs protéines structurales et non structurales, et nombre de ces protéines sont actuellement à l'étude en tant que cibles antivirales potentielles. Un tel exemple est la protéase de type 3-chymotrypsine ou protéase principale, qui est une protéine SARS-CoV-2 non structurale requise pour la réplication virale. Il a été démontré que les inhibiteurs de petites molécules de la protéase principale virale, y compris le bocéprévir, les inhibiteurs de la calpaïne II et XII et la GC-376, inhibent la réplication du SARS-CoV-2 in vitro analyses. Les études d'analyse de la structure cristalline ont montré que ces composés interagissent de manière stable et forte avec la protéase principale virale.
Fait intéressant, les inhibiteurs de la calpaïne II et XII présentent des effets antiviraux plus puissants que GC-376, malgré des effets inhibiteurs plus faibles contre la protéase principale du SARS-CoV-2. Dans in vitro , les inhibiteurs de la calpaïne II et XII ont été trouvés pour inhiber la cathepsine humaine L.
Compte tenu de ces observations, les scientifiques de l'étude actuelle ont émis l'hypothèse que des activités antivirales plus fortes des inhibiteurs de la calpaïne II et XII pourraient être attribuées à leur capacité à inhiber la cathepsine L hôte, connue pour faciliter l'entrée du SRAS-CoV-2 dans les cellules en clivant et en activant la protéine de pointe virale.
Conception de l'étude actuelle
Les scientifiques ont effectué un test de neutralisation des pseudovirus et un test de temps d'addition du médicament pour déterminer si les inhibiteurs de la calpaïne II et XII sont capables d'inhiber à la fois la protéase principale virale et la cathepsine L.
De plus, ils ont déterminé l'efficacité antivirale du bocéprévir, des inhibiteurs de la calpaïne II et XII et du GC-376 contre un groupe de coronavirus humains, y compris le SRAS-CoV-1 hautement infectieux et le coronavirus du syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS-CoV) et le VHC saisonnier. -OC43, HCoV-NL63 et HCoV-229E. Ils ont également testé l'efficacité de ces composés en association avec le médicament antiviral Remdesivir.
Observations importantes
Par in vitro tests, les scientifiques ont observé que les inhibiteurs de la calpaïne II et XII inhibent significativement l'entrée du pseudo-SARS-CoV-2 dans les cellules Vero E6 en inhibant la cathepsine L. Cependant, le bocéprévir et le GC-376 n'ont pas montré de tels effets.
Pour la prochaine série d'expériences, ils ont choisi le HCoV-OC43 comme virus candidat car il partage un mécanisme similaire à celui du SARS-CoV-2 pour pénétrer dans les cellules hôtes. En ajoutant l'inhibiteur de la calpaïne XII à différents moments de la réplication virale, ils ont observé que le composé peut inhiber la réplication virale à la fois aux stades précoces et intermédiaires. En revanche, GC-376 a inhibé la réplication virale uniquement au stade intermédiaire. Ces découvertes confirment en outre que l'inhibiteur de la calpaïne XII inhibe à la fois la protéase principale virale (clive les polyprotéines virales pendant la réplication) et l'hôte cathepsine L (impliquée dans le stade précoce de la fusion virale), tandis que la GC-376 n'inhibe que la protéase principale virale.
En utilisant un test de fluorimétrie à balayage différentiel dans lequel la température de fusion est mesurée pour déterminer l'interaction ligand-protéine, les scientifiques ont confirmé que le bocéprévir, les inhibiteurs de la calpaïne II et XII et le GC-376 sont capables d'interagir directement avec et d'inhiber l'activité enzymatique de la protéase principale du SRAS -CoV-1, MERS-CoV et HCoV-OC43 et SARS-CoV-2. Cela indique que tous les composés testés ont des effets antiviraux à large spectre.
En outre, les quatre composés testés ont montré des effets antiviraux significatifs contre différents coronavirus humains de manière dose-dépendante. Ces composés ont efficacement empêché les effets cytopathiques viraux (altération structurelle induite par l'infection dans les cellules hôtes) et inhibé la synthèse de l'ARN viral. Cependant, de tous les composés testés, le bocéprévir a montré un effet inhibiteur enzymatique et une efficacité antivirale relativement plus faibles. Notamment, les scientifiques ont observé un effet antiviral additif lorsque ces composés ont été testés en association avec le médicament antiviral Remdesivir.
Pris ensemble, la présente étude identifie quatre inhibiteurs à petites molécules de la protéase principale du SRAS-CoV-2 (bocéprévir, inhibiteurs de la calpaïne II et XII et GC-376) comme candidats thérapeutiques potentiels pour contenir la transmission virale.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique / les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
