Une nouvelle étude publiée dans la revue bioRxiv en avril 2020 rapporte l'identification d'un traitement multidrogue prometteur contre le coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2 (SRAS-CoV-2), le virus responsable de la maladie COVID-19. L'équipe prévoit que cette combinaison empêchera le virus de se reproduire, donc à la fois l'arrêt de la transmission et la progression de la maladie.
À quel problème les chercheurs ont-ils été confrontés?
La pandémie de COVID-19 affecte 185 pays et territoires du monde entier, faisant des dizaines de milliers de morts et ralentissant ou arrêtant la croissance économique dans le monde. Chaque semaine voit une augmentation d'un demi-million de cas et plus de 50 000 décès. Il n'y a pas de traitement approuvé.
La propagation sans précédent de la maladie a poussé les chercheurs à rechercher un remède, ainsi qu'à les forcer à évaluer les thérapies existantes. Plusieurs médicaments déjà approuvés, dont le lopinavir (LPV), le ritonavir, la chloroquine, le favipiravir et le remdesivir, un antiviral en attente d'approbation ont été réutilisés et leur efficacité dans la lutte contre le COVID-19 est en cours d'évaluation.
La présente étude recherche des traitements potentiels supplémentaires, avec une combinaison de nelfinavir et de cépharanthine donnant des résultats préliminaires prometteurs. L'équipe comprenait des chercheurs de l'Institut national des maladies infectieuses de Tokyo et des universités collaboratrices.
Les chercheurs ont examiné un panel de 306 médicaments qui ont déjà été approuvés pour une utilisation dans diverses maladies par la Food and Drug Administration des États-Unis (FDA). Cela comprend de nombreux qui sont actuellement en cours d'essai. Les médicaments ont été criblés dans un test de culture cellulaire pour l'infection par le SRAS-CoV-2. Le virus a infecté les cellules, laissant des trous dans la feuille continue de cellules cultivées. C'est ce qu'on appelle l'effet cytopathique.
Ils ont identifié le nelfinavir et la cépharanthine comme ayant le plus grand potentiel antiviral. Ces médicaments ont pu préserver la viabilité cellulaire 20 fois plus efficacement que le contrôle au solvant DMSO.
Le nelfinavir inhibe l'enzyme protéase du virus VIH et empêche ainsi la réplication du virus. D'autre part, la cépharanthine est un alcaloïde anti-inflammatoire dérivé des plantes du genre Stephania.
Pour évaluer le degré d'activité antivirale, les cellules ont ensuite été traitées avec les médicaments à différentes concentrations. L'ARN viral sécrété par les cellules a été mesuré 24 heures après l'infection des cellules par le virus.
Ils ont constaté que les deux médicaments réduisaient considérablement la quantité d'ARN viral, proportionnelle à la dose du médicament utilisé. Ils ont évalué la toxicité du médicament dans les cellules en culture et ont constaté qu'ils fonctionnaient dans une «fenêtre d'efficacité» de 70 fois sans toxicité significative.
La partie in vitro de l'étude comprenait une analyse du temps d'addition qui montrait l'effet des médicaments sur le virus. Il a été déterminé que ces deux médicaments, le nelfinavir et la cépharanthine, agissent selon des mécanismes différents.
Les simulations d'amarrage ont prédit que le nelfinavir interagirait avec la principale protéase du coronavirus et inhiberait sa réplication. Ce médicament inhibera probablement le recrutement de substrats pour l'enzyme par son interaction avec la poche du site actif de la protéase principale.
La cépharanthine empêche le virus de se fixer aux cellules et d'y pénétrer. La molécule CEP se lie à la glycoprotéine de pointe du virus et l'empêche de s'engager avec le récepteur viral. Il s'agit de l'enzyme de conversion de l'angiotensine 2 (ACE2).
Les deux médicaments présentent une activité antivirale à des concentrations thérapeutiques qui se situent dans les niveaux déjà utilisés chez les patients. Les différents mécanismes utilisés par les deux médicaments sont synergiques, ce qui augmente leur impact combiné sur le virus.
Par exemple, le traitement au nelfinavir (2,24 μM) ou au CEP (3,20 μM) a provoqué une réduction dose-dépendante de l'ARN viral à environ 6% de celle trouvée chez les témoins non traités. Lorsque les deux ont été utilisés, l'ARN viral est tombé à 0,07%. À des doses plus élevées, l'ARN viral était indétectable. Cette activité synergique est observée à plusieurs concentrations.
L'utilisation de la modélisation mathématique pour représenter l'activité in vitro observée expérimentalement contre le virus du SRAS-CoV-2, ainsi que la pharmacocinétique des deux médicaments (déjà connue à partir d'une vaste approbation préalable de recherches antérieures), permet à l'équipe de prédire la capacité de nelfinavir pour favoriser l'élimination du virus de l'organisme.
Le nelfinavir seul pourrait réduire la charge virale totale de 91%, entraînant une élimination virale en 12 jours. Cela réduit le temps d'élimination de la transmission virale de 4 jours par rapport aux patients non traités. La thérapie CEP seule n'a pas montré d'effet significatif sur la charge virale, dans le modèle, que les chercheurs attribuent à la faible charge virale. Des doses plus élevées peuvent probablement être administrées car elles ont un faible potentiel de toxicité.
Les deux ensemble ont conduit à une réduction plus rapide de la charge virale totale, et les niveaux devraient devenir indétectables 5,5 jours plus tôt par rapport à l'absence de traitement.
Si les deux médicaments sont utilisés ensemble, le modèle montre une augmentation probable de l'inhibition efficace de la réplication virale, arrêtant ou ralentissant la progression de la maladie et réduisant la transmissibilité.
Plusieurs efforts de recherche mondiaux sont en cours pour générer un vaccin COVID-19 ciblant la glycoprotéine de pointe codée par le SRAS-CoV-2, qui est vitale pour l'attachement et l'entrée du virus dans les cellules. Les chercheurs ont déclaré qu'ils s'attendaient à ce que la cépharanthine agisse aux côtés du vaccin pour produire un effet beaucoup plus important, en raison de son action similaire. L'observation de l'équipe selon laquelle le nelfinavir et la cépharanthine ciblaient différentes étapes du cycle de vie du virus devrait encourager le développement de thérapies combinées pour le COVID-19.
La combinaison devrait réduire la charge virale chez les patients, qui est soupçonnée d'être étroitement liée à la fois à la progression et à la transmission de la maladie. La résistance virale aux médicaments peut également être limitée par l'utilisation de plusieurs médicaments. Les chercheurs disent: «Ces agents offrent un nouveau traitement multidrogue prometteur pour combattre le COVID-19» par rapport à de nombreux autres candidats actuellement à l'étude.
Référence de la revue:
Ohashi, H., Watashi K., Saso W., et al. (2020). Traitement multidrogue avec nelfinavir et cépharanthine contre COVID-19. bioRxiv. doi: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.04.14.039925v1
