L’inhibiteur de TMPRSS2 s’est avéré être une option thérapeutique nouvelle et efficace contre les infections pan-variantes du SRAS-CoV-2

Dans une étude récente publiée dans Natureles chercheurs ont évalué l’efficacité des inhibiteurs de la protéase à petites molécules de la sérine protéase transmembranaire 2 (TMPRSS2) contre les variantes préoccupantes du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2) (COV) Alpha, Beta, Gamma et Delta chez la souris et l’homme cellules pulmonaires.

Contexte

Des études ont rapporté que le SRAS-CoV-2 dépend des voies cellulaires de l’hôte, telles que le détournement des protéases liées à TMPRSS2 pour l’entrée virale. Cela indique que TMPRSS2 sont des cibles thérapeutiques potentielles pour prévenir l’infection par le SRAS-CoV-2. Le développement de tels antiviraux dirigés sur l’hôte (HDA) pourrait protéger contre les infections à variantes du SRAS-CoV-2, pour lesquelles les vaccins développés au cours de la période initiale de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) peuvent avoir une efficacité limitée.

Les auteurs de la présente étude ont précédemment conçu des composés peptidomimétiques qui présentaient une puissante efficacité antivirale pour empêcher l’infection par le virus de la grippe A H1N1 de cellules épithéliales des voies respiratoires humaines cultivées (Calu-3) par inhibition des protéases à sérine. L’équipe a émis l’hypothèse que ces composés seraient également efficaces contre les COV du SRAS-CoV-2 puisque les sites de clivage TMPRSS2 du SRAS-CoV-2 et du virus H1N1 sont similaires.

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont développé des travaux antérieurs qu’ils avaient menés et développé une bibliothèque de composés peptidomimétiques qui inhibaient l’activité de TMPRSS2 et ont étudié leur efficacité contre les COV du SRAS-CoV-2 dans les cellules pulmonaires humaines et les souris.

L’efficacité des peptidomimétiques a été évaluée à l’aide d’essais cellulaires mesurant l’inhibition de l’activité protéolytique dépendante de TMPRSS2. Les composés testés étaient le mésylate de Camostat (Cm), le N-0130, le N-0438, le N-0678, le N-0676, le N-0386, le N-1296 et le N-0385 et leurs efficacités d’inhibition correspondantes étaient de 56 %, 72 %, 84 %, 5 %, 8 %, 73 %, 16 % et 83 %, respectivement. N-0100 n’a pas inhibé l’activité protéolytique de TMPRSS2.

Les concentrations inhibitrices semi-maximales (IC50) des composés Cm, N-0130, N-0438, N-0386 et N-0385 étaient de 17,5, 3,1, 5,2, 3,9, 1,9 nM, respectivement. En conséquence, N-0130, N-0385, N-0386 et N-0438 étaient les quatre composés peptidomimétiques les plus prometteurs.

Ces quatre composés peptidomimétiques ont ensuite été testés à des concentrations de 100 nM pour l’activité anti-SARS-CoV-2 à l’aide de cellules Calu-3. Les cellules ont été soumises à une analyse immunohistochimique (IHC) pour la coloration de l’acide ribonucléique double brin (ARNdb) et de la nucléocapside, qui sont respectivement des marqueurs de la réplication et de la traduction virales.

Les composés Cm, N-0100, N-0678, N-0676, N-0386, N-1296, N-0385 et N-0385(OH) ont inhibé le SRAS-CoV-2 de > 83 %, 93 %, < 23 %, < 53 %, > 99 %, < 44 %, > 99 % et < 23 %, respectivement. Ainsi, les peptidomimétiques inhibiteurs de TMPRSS2 étaient également des inhibiteurs de la réplication et de la traduction du SRAS-CoV-2 dans les cellules Calu-3. De plus, des profils inhibiteurs cohérents à travers l'ARNdb et la nucléocapside ont été observés.

Les peptidomimétiques qui ont démontré> 75% d’inhibition du SRAS-CoV-2 (N-0385, N-0385(OH) et Cm) ont été évalués plus en détail pour la libération extracellulaire de virions du SRAS-CoV-2 à partir de cellules Calu-3 à l’aide de plaque dosages avec des doses de 40 nM et 200 nM des composés. Les deux concentrations de N-0385 ont réduit les titres viraux de près de 97 %.

L’efficacité du candidat principal, N-0385 (100 nM) a été évaluée plus en détail dans des colonoïdes humains dérivés de donneurs contre les COV alpha, bêta, gamma et delta du SRAS-CoV-2. L’équipe a quantifié l’expression de l’ARN messager (ARNm) de TMPRSS2 et de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) dans les colonoïdes à l’aide de la réaction en chaîne par polymérase quantitative (qPCR) et a ensuite étudié la sensibilité des colonoïdes à l’infection par le SRAS-CoV-2. N-0385 a démontré un indice de sélectivité> 10⁶ et > 99 % d’inhibition du SRAS-CoV-2 dans les cellules pulmonaires humaines et les colonoïdes dérivés du patient.

Après avoir établi l’efficacité du N-0385 en cellulo et in vitrol’équipe a cherché à savoir si l’administration de N-0385 par voie intranasale pouvait améliorer la survie et la morbidité in vivo. K18-hACE2 a reçu une dose intranasale de 7,2 mg/kg par jour de N-0385(OH), N-0385 ou témoin (solution saline à 0,9 %) pendant huit jours. Les animaux ont été provoqués avec le SARS-CoV-2 (1 x 10³ unités formant plaque (PFU)/souris) et surveillées jusqu’à 14 jours après l’infection (dpi).

Résultats

Les souris traitées au N-0385(OH) et les souris témoins salines ont présenté une perte de poids de 15 % et 14 %, respectivement, tandis que les souris traitées au N-0385 n’ont perdu que 3 % de leur poids. Cette perte de poids était la plus faible lorsque le N-0385 était administré au moment de l’infection. De plus, la plupart des souris traitées au N-0385(OH) et des souris témoins salines étaient mortes à 14 dpi alors que la plupart des souris traitées au N-0385 (70 %) ont survécu.

De plus, l’examen histologique n’a révélé aucune lésion cérébrale et des pathologies pulmonaires minimes chez les souris traitées au N-0385.

Sur la base de ces résultats, l’équipe a évalué un schéma de traitement N-0385 plus court de quatre jours en utilisant des souris K18-hACE2. En outre, ils ont également étudié l’efficacité pan-variante du N-0385 à dose unique du N-0385 contre le SRAS-CoV-2 chez la souris. Le N-0385 a démontré une protection croisée substantielle, en quantités équivalentes lorsqu’il est utilisé comme schémas thérapeutiques courts (quatre jours) ou standard (huit jours).

conclusion

Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré que le N-0385 avait une faible activité nanomolaire pan-variante anti-SARS-CoV-2 et pouvait être utilisé comme une option prophylactique et thérapeutique efficace lorsqu’il était utilisé dans des schémas thérapeutiques à doses multiples ou uniques.