L'inhibiteur de protéase antivirale 3CL de Pfizer présente un potentiel antiviral contre le SRAS-CoV-2

Mise à jour du 9 novembre 2020 : Le vaccin COVID-19 de Pfizer et BioNTech est efficace à 90% !

La pandémie du COVID-19 n’a toujours pas été contrée par des médicaments ou des antiviraux efficaces, ce qui est la raison des restrictions continues de la mobilité et des interactions sociales dans la plupart des pays du monde. Maintenant, une nouvelle étude menée par des chercheurs de Pfizer, de l’Université de l’Arizona, de l’Université Purdue, du Scripps Research Institute et de l’UC San Diego School of Medicine et publiée sur le serveur de pré-impression bioRxiv en septembre 2020, un inhibiteur enzymatique peut agir en synergie avec le remdesivir antiviral approuvé pour supprimer la réplication virale du COVID-19.

Pourquoi Remdesivir ?

Le remdesivir est un inhibiteur de l’ARN polymérase (RdRp) dépendant de l’ARN qui a reçu une autorisation d’utilisation d’urgence de la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis en mai 2020 pour le traitement du SRAS-CoV-2. Les essais sur le remdesivir ont révélé que ce médicament réduit le temps de guérison des patients atteints de COVID-19, mais pas la gravité de la maladie. Pour renforcer son impact clinique, il est nécessaire de trouver d’autres médicaments susceptibles d’ajouter à son efficacité thérapeutique.

À propos de PF-00835231

Le candidat-médicament PF-00835231 discuté dans la présente étude agit sur la protéase principale SARS-CoV-2 ou protéase de type 3C (protéase 3CL ou 3CLpro). Ceci est nécessaire pour la réplication virale car cela provoque le clivage de la grande polyprotéine virale pla / plab à 10 jonctions ou plus. Le résultat est la production de plusieurs protéines non structurales qui jouent un rôle crucial dans la réplication et la transcription virales. Ceux-ci incluent RdRp, l’hélicase et le 3CLpro lui-même.

De plus, le 3CLpro viral n’a pas d’analogues humains comparables. Ces deux propriétés en font un candidat idéal pour une enquête plus approfondie en tant que potentiel thérapeutique COVID-19.

Les inhibiteurs de protéase ont joué un rôle similaire dans les thérapies contre le VIH et le VHC. Suivant cette piste, les chercheurs actuels ont identifié un inhibiteur de protéase à petite molécule PF-00835231 qui était actif contre le SRAS-CoV, le virus responsable de la première épidémie de maladie respiratoire de 2002.

Produit par la conception de médicaments basés sur la structure, ce médicament n’a jamais vu le jour en raison de l’arrêt rapide de l’épidémie par des mesures de santé publique strictes. Maintenant, les chercheurs y reviennent en raison du degré élevé d’identité entre le SARS-CoV et le SARS-CoV-2 3CLpro. En fait, ils ont des sites actifs entièrement identiques.

Données de liaison de décalage thermique représentatives du PF-00835231 avec SARS-CoV-2 3CLpro. Structures aux rayons X de l’apoenzyme SARS CoV-2 3CLpro (à gauche) et SARS CoV-2 3CLpro en complexe avec PF-00835231 (à droite).

PF-00835231 lie le CoV 3CLpro de manière sélective et étanche in vitro

Les chercheurs ont découvert que le PF-00835231 et son promédicament de phosphate avaient une activité antivirale contre un large spectre de coronavirus (CoV). Il se lie étroitement à l’enzyme au niveau du résidu cystéine catalytique, supprimant ainsi son activité. Cette enzyme est conservée dans plusieurs CoV. Cela lui permet d’inhiber plusieurs enzymes CoV 3CLpro in vitro, à partir des alpha-, bêta et gamma-CoV. Cependant, il est inactif contre les protéases humaines et du VIH, ce qui indique sa spécificité d’activité.

PF-00835231 a une activité cellulaire anti-SARS-CoV-2 in Vitro

Les chercheurs ont examiné la capacité du PF-00835231 à exercer une activité antivirale contre le SRAS-CoV-2 en culture cellulaire, en utilisant un test d’effet cytopathique (CPE). Comme prévu par l’expérience avec d’autres inhibiteurs de protéase virale, ils ont découvert qu’il y avait une suppression dose-dépendante mais abrupte de l’activité virale avec cette molécule.

Lorsqu’elles ont été répétées en utilisant des lignées cellulaires, qui sont plus similaires aux cellules pulmonaires humaines, elles ont obtenu des résultats tout aussi prometteurs. Ainsi, ce candidat médicament a une activité antivirale in vitro même en tant qu’agent unique.

Combinaison de PF-00835231 avec Remdesivir

Lorsque des agents antiviraux sont combinés, en particulier lorsqu’ils agissent sur différentes étapes du cycle de réplication, les effets sont souvent beaucoup plus importants que lorsqu’ils sont utilisés seuls. L’évaluation de l’activité combinée de ces médicaments a conduit à la découverte que si la CE50 in vitro pour PF-00835231 seul était de 0,14 μM, et pour le remdesivir, elle était de 0,074 μM, en combinaison, ils ont montré un mélange d’effets synergiques et additifs. Cela peut être dû au fait que différents sérums de convalescence ont été utilisés pour le processus de détection.

Bon profil pharmacologique

Les chercheurs ont également constaté que le nouveau candidat médicament PF-00835231 n’est pas facilement métabolisé, ce qui réduit les risques d’interactions médicamenteuses lorsqu’il est utilisé avec d’autres médicaments. Lors de tests d’inhibition potentielle des protéines de transport, les chercheurs ont constaté que le risque était faible à des concentrations cliniques probables.

La liaison du PF-00835231 aux protéines plasmatiques est modérée, avec 0,33 à 0,45 fractions libres dans le plasma chez plusieurs espèces animales. Il n’est pas bien absorbé par voie orale en raison de sa réticence à se dissoudre et de sa faible perméabilité, ainsi que du potentiel pour qu’il soit hydrolysé par les enzymes intestinales. Dans les expériences sur le singe, le rat et le chien, seul un dixième ou moins a été éliminé intact dans l’urine. Cela montre qu’il n’est pas largement excrété par les reins.

En conséquence, les données in vivo et in vitro sont interprétées comme signifiant que PF-00835231 pourrait être utilisé comme perfusion intraveineuse pour une efficacité optimale. Les chercheurs ont projeté une concentration minimale efficace (Ceff) qui permettrait une inhibition virale dans des situations cliniques. Ils ont constaté qu’à cette dose de PF-00835231 (par perfusion continue), il y aurait une activité anti-SRAS-CoV-2 cohérente dans une variété de cellules. L’étude indique: «Sur la base des prévisions pharmacocinétiques humaines, la dose minimale efficace de PF-00835231 nécessaire pour atteindre cette exposition est d’environ 320 mg / jour administrée en perfusion intraveineuse continue.» Si ce médicament agit comme le remdesivir, cela peut prendre 10 jours d’administration pour améliorer les résultats des patients.

Profil de sécurité préclinique encourageant

Les enquêteurs ont également constaté qu’il existe une large marge de sécurité entre les concentrations efficaces et toxiques de PF-00835231. Cela signifie que plusieurs doses efficaces peuvent être testées chez l’homme au cours d’essais cliniques pour comprendre la relation dose-réponse en toute sécurité et garantir des niveaux élevés d’inhibition virale.

Encore une fois, parce qu’il ne montre pas le potentiel de «chevauchement ou de toxicité additive» avec les médicaments actuellement utilisés pour le traitement du COVID-19, ce qui signifie qu’il peut être combiné avec ces agents facilement chez l’homme.

Implications

Le candidat-médicament PF-00835231 semble être un inhibiteur du CoV 3CLpro actif, hautement sélectif et puissant sur un large spectre de CoV. À l’heure actuelle, des tests in vitro indiquent une activité antivirale intense sur plusieurs types de cellules, y compris celles qui sont similaires au tissu pulmonaire humain. La pharmacocinétique humaine du PF-00835231 devrait permettre au médicament d’atteindre des concentrations non liées efficaces de 0,5 μM, le Ceff estimé, s’il est administré à une dose de 500 mg par perfusion sur 24 heures dans moins de 350 mL. Cela peut être multiplié par plusieurs afin d’obtenir une efficacité si nécessaire.

Son profil d’innocuité, associé à un antiviral robuste et à des attributs pharmacocinétiques encourageants, invitent à l’optimisme quant aux résultats de ses essais cliniques soit en tant qu’antiviral à agent unique, soit avec d’autres antiviraux dirigés contre d’autres étapes du cycle de vie viral.

Dans l’ensemble, PF-07304814 présente un profil préclinique encourageant qui a l’activité antivirale du SRAS-CoV-2, l’ADME et le profil d’innocuité qui soutient la progression vers la clinique en tant que nouveau traitement antiviral COVID-19 en monothérapie potentiel, avec un potentiel supplémentaire bénéfice en combinaison avec des antiviraux qui ciblent d’autres étapes critiques du cycle de vie du coronavirus. Le profil favorable du PF-07304814 justifie une évaluation clinique.