Alors même que le nombre de morts dans le monde de la pandémie COVID-19 dépasse 1,5 million, sans aucun signe d’affaissement rapide, les chercheurs recherchent des antiviraux efficaces, à la fois thérapeutiques et préventifs, parmi les médicaments plus anciens et développent de nouveaux composés. Parmi ceux-ci, de nombreuses pistes se révèlent prometteuses de sécurité et d’efficacité contre le virus.
Un nouveau papier récemment apparu dans le serveur de pré-impression bioRxiv * en décembre 2020 rapporte la puissante activité d’un composé nommé MEDS433 contre ce virus.
Activité antivirale de MEDS433 sur la réplication du SARS-CoV-2. Crédit d’image: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.12.06.412759v1.full.pdf
Sommaire
Petites molécules ciblant les facteurs de l’hôte
De petites molécules ciblant divers facteurs hôtes essentiels à la réplication virale sont étudiées comme une alternative intéressante aux antiviraux plus directs qui inhibent les enzymes virales. En effet, la possibilité d’échapper à des mutations exerçant une pression de sélection positive sur le virus est faible dans le premier scénario, ce qui permet à ces médicaments de conserver leur efficacité pendant une période plus longue.
Parmi les petites molécules candidates, une possibilité pour un antiviral efficace comprend les inhibiteurs de la synthèse de l’ARN. Comme l’ADN, l’ARN est composé d’un squelette nucléotidique, comprenant deux types de bases azotées, les purines et les pyrimidines. Ceux-ci sont synthétisés dans le corps de novo. L’une des enzymes clés impliquées dans la biosynthèse de la pyrimidine est la dihydroorotate déshydrogénase humaine (hDHODH).
Cette enzyme est donc essentielle pour la réplication virale au sein des cellules infectées. Il est responsable de la conversion du dihydroorotate en orotate, une étape limitant la vitesse de la synthèse de la pyrimidine de novo car il aboutit à la production d’uridine et de cytidine pour incorporation dans la molécule d’acide nucléique en croissance. Il s’agit d’une étape cruciale, hDODH suscite beaucoup d’intérêt parmi les scientifiques qui étudient les antiviraux ciblant l’hôte (HTA) contre ce virus.
À l’heure actuelle, deux puissants inhibiteurs de la hDODH sont sur le point d’entrer dans les essais cliniques de phase II pour COVID-19. Ce sont Brequinar et PTC299. Cependant, ceux-ci présentent une toxicité importante, ce qui a conduit à un arrêt de leur développement pour d’autres utilisations cliniques. Cela indique la nécessité d’identifier des inhibiteurs plus sûrs de la hDODH.
MEDS433 supprime l’accumulation de N
Les chercheurs actuels ont examiné un dérivé du brequinar, appelé MEDS433. Il possède un 2-hydroxypyrazolo[1,5-a]groupe pyridine. Cet inhibiteur de la hDODH de nouvelle génération a une activité comparable au brequinar, mais ses paramètres pharmacologiques sont supérieurs à ce dernier.
Pour comprendre le potentiel de ce composé en tant que fil conducteur pour le développement de l’ETS, les chercheurs ont examiné son effet sur la réplication de MEDS433 sur des cellules Vero E6 infectées par le virus de type sauvage, isolées à partir d’un échantillon clinique. L’infection a été réalisée à une multiplicité d’infection (MOI) de 0,1 – c’est-à-dire que le nombre de particules virales ajoutées à la cellule était de 1,00,000.
Ensuite, MEDS433 a été ajouté à 0,5 micromole. À 24 heures après l’infection, environ 85% des cellules infectées contenaient de la protéine N en l’absence de MEDS433. Ce composé, cependant, a complètement empêché l’accumulation de cette protéine virale. Cela montre que la synthèse de novo des pyrimidines est une cible efficace pour la prévention de l’expression de la protéine N dans les cellules infectées par le SRAS-CoV-2.
MEDS433 inhibe la réplication virale
Les chercheurs ont également effectué des tests de réduction du rendement du virus dans la même lignée cellulaire, les infectant d’abord avec le virus, puis en ajoutant MEDS433 à des titres croissants. À 48 heures après l’infection, ils ont observé que la réplication virale était inhibée de manière dose-dépendante.
La concentration efficace mi-maximale CE50 était de 0,063 micromole, tandis que la CE90 était de 0,136 micromole. Cela montre sa plus grande efficacité, par rapport au brequinar avec une CE50 et une CE90 de 0,20 et 1 micromole, respectivement.
MEDS433 a une large marge thérapeutique
Ils ont également mesuré la concentration de cytotoxicité mi-maximale CC50, qui était supérieure à 500 micromoles, indiquant une large fenêtre thérapeutique. L’indice de sélection (SI) de plus de 7 900 est très favorable et soutient son activité antivirale spécifique, plutôt qu’une perte de réplication virale simplement parce que le composé a détruit la cellule infectée.
MEDS433 agit en phase biosynthétique
Ensuite, ils ont mené des expériences de temps d’addition, où les cellules Vero E6 ont été exposées au composé à 0,5 micromole à des moments de 2 heures avant jusqu’à 1 heure après l’adsorption du SARS-CoV-2 sur les cellules, à un MOI de 0,1 – la phase de prétraitement; à 1 heure avant le moment de l’adsorption (co-traitement); et de 0 à 48 heures après l’infection (la phase post-traitement). Les particules virales infectieuses dans les surnageants cellulaires ont ensuite été mesurées par dosage sur plaque, 48 heures après l’infection.
Ils ont constaté que MEDS433 a agi pour réduire la production de particules virales uniquement dans l’étape de traitement post-entrée, ce qui soutient son rôle dans la prévention de l’accumulation de protéines N. En d’autres termes, ce composé inhibe une étape de biosynthèse post-entrée dans la réplication virale.
Pour s’assurer que MEDS433 inhibait la synthèse de la pyrimidine de novo, ils ont utilisé la même lignée cellulaire et ont examiné l’effet de l’ajout d’uridine au milieu de culture à des concentrations croissantes, pour surmonter l’inhibition supposée de la biosynthèse de l’uridine en présence de ce composé.
Le test de réduction de plaque a montré que MEDS433 perdait son activité antivirale de manière significative lorsque la concentration d’uridine était cent fois supérieure à la concentration de MEDS433. À des niveaux d’uridine encore plus élevés, MEDS433 a perdu toute activité antivirale.
MEDS433 est inhibé par l’acide orotique
À ce stade, les chercheurs ont tenté de prouver que l’inhibition par MEDS433 de la réplication du SARS-CoV-2 était uniquement due à sa capacité à inhiber la hDODH, en complétant l’acide dihydroorotate ou son produit, l’acide orotique, dans le milieu de culture. Ils ont trouvé les mêmes résultats; l’ajout d’acide orotique a d’abord inversé puis arrêté l’effet antiviral du MEDS433, l’effet complet étant observé à une concentration 1000 fois supérieure à celle du MEDS433.
L’acide dihydroorotique n’a pas été en mesure d’atteindre cet objectif même lorsqu’il est porté à une concentration plus de 3 000 fois celle du MEDS433. Ceci confirme que ce dernier agit sur une étape après la formation de l’acide dihydroorotate. Plus précisément, ce médicament inhibe la hDODH dans les cellules infectées par le SRAS-CoV-2, et empêche ainsi ou réduit la réplication virale.
Conclusion
Cela suggère la possibilité de poursuivre MEDS433 en tant qu’agent antiviral potentiel dans la pandémie actuelle. Avec son efficacité accrue par rapport au brequinar, et un meilleur profil de tolérance par rapport au PTC299, ce médicament doit être étudié plus avant pour confirmer son efficacité dans le traitement de cette infection chez des modèles animaux, pendant la phase préclinique de la recherche.
*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, orienter la pratique clinique / les comportements liés à la santé ou être traités comme des informations établies.