Une analyse comparative des antiviraux contre le SRAS-CoV-2 conduit à un nouveau traitement potentiel pour le COVID-19

Une propagation rapide du virus causant des symptômes similaires à une pneumonie sévère a été signalée pour la première fois à Wuhan, en Chine, en décembre 2019. Les scientifiques ont découvert que ce nouveau virus appartenait à la famille des Coronaviridae et a ensuite été nommé coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV -2). Dans le monde entier, les chercheurs développent divers vaccins, médicaments, masques faciaux et de nombreux autres moyens pour contenir l’infection par le SRAS-CoV-2.

Parmi divers médicaments antiviraux, le remdesivir a été approuvé pour le traitement de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), causée par une infection par le SRAS-CoV-2. Le remdesivir est un analogue nucléosidique qui inhibe l’ARN-polymérase dépendante de l’ARN du SARS-CoV-2 (RdRp). C’est un inhibiteur de la polymérase virale qui implique la terminaison à la fois du transcrit viral et des génomes viraux nouvellement synthétisés. Cependant, certaines limitations ont accru la nécessité de développer d’autres médicaments antiviraux potentiels qui ont des effets secondaires minimes et une efficacité maximale.

Des chercheurs ont découvert un autre site cible du SRAS-CoV-2: le 3CL^pro (M^pro), protéase principale. Cette protéase joue un rôle clé dans le cycle de vie du virus. Une fois que le virus est entré dans la cellule hôte, le génome de l’ARN à brin positif du virus est rapidement traduit en deux polyprotéines. Ces polyprotéines sont transformées en protéines fonctionnelles par PL2 ^pro et 3CL^pro protéase virale. Deux des principales fonctions de 3CL^pro régissent l’assemblage et le pliage appropriés des sous-unités de polymérase nécessaires pour se développer en un complexe de polymérase correctement fonctionnel. Ainsi, l’inhibition de 3CL^pro arrêterait effectivement le cycle de vie viral. En outre, la préférence de substrat unique de 3CL^pro en fait également un site cible efficace.

À ce jour, PF -07304814 est le seul 3CL^pro inhibiteur qui a atteint les essais cliniques. Il s’agit d’un inhibiteur covalent de cystéine protéase à base de cétone administré sous forme de promédicament phosphate, se convertissant ainsi en sa forme active, PF-90 00835231. En 2003, PF-00835231 a été développé en réponse à l’épidémie de coronavirus précédente en tant qu’inhibiteur de la 3CL^pro. Cependant, en raison de la baisse rapide du taux d’infection, il n’a pas été soumis à des essais cliniques et une étude plus approfondie sur son efficacité a été arrêtée.

Les scientifiques pensent que le PF-00835231 serait efficace contre le nouveau SARS-CoV-2. Ceci est dû à une similitude de 96% au niveau des acides aminés et à 100% de similitude au sein de la poche catalytique du 3CL^pro présent à la fois dans le SRAS-CoV et le SRAS-CoV-2. Une étude récente a démontré l’efficacité du PF-00835231 à des niveaux micromolaires élevés.

Dans un article à paraître dans le Journal de virologie, les scientifiques ont comparé les in vitro profils d’efficacité et de cytotoxicité du PF-00835231 et du remdesivir dans deux systèmes modèles humains pour l’infection par le SRAS-CoV-2; à savoir, A549^{+ ACE2} cellules et cultures épithéliales des voies respiratoires humaines polarisées. Après la caractérisation initiale de A549^{+ ACE2} cellules pour étudier le SRAS-CoV-2, un in vitro étude a été menée pour évaluer l’efficacité et la cytotoxicité du PF-00835231, du GC-376 (inhibiteur de protéase au stade préclinique) et du remdesivir dans A549^{+ ACE2} cellules.

L’équipe a également réalisé des tests au moment de l’addition du médicament dans A549^{+ ACE2} cellules pour définir et comparer le temps d’action des médicaments antiviraux au cours du cycle de vie du SRAS-CoV-2. Le rôle du transporteur d’efflux Multi-Drug Resistance Protein 1 (MDR1) sur l’efficacité antivirale du PF-00835231 a également été étudié. L’objectif principal de l’étude était de fournir in vitro des preuves du potentiel PF-00835231 en tant que médicament antiviral efficace contre le SRAS-CoV-2 et mettent également en évidence ses effets négatifs sur la base d’études antérieures.

Cette recherche a montré que le PF-00835231 et le remdesivir sont tout aussi puissants dans l’étude d’un modèle de cultures épithéliales des voies aériennes humaines polarisées (HAEC). Cependant, dans A549^{+ ACE2} test cellulaire, PF-00835231 a révélé une meilleure activité que le GC-376 préclinique et un effet similaire ou marginalement similaire au remdesivir.

Le moment optimal pour commencer un traitement médicamenteux antiviral est la première semaine après l’apparition des symptômes, c’est-à-dire lorsque la réplication du virus est en cours. Dans le cas des patients gravement atteints par le COVID-19, la réplication active du SRAS-CoV-2 peut être prolongée. Cette étude a révélé que le traitement intraveineux du PF-00835231 resterait efficace pour les patients gravement infectés. Le traitement intraveineux de remdesivir s’est également révélé efficace contre le SRAS-CoV-2.

Composition cellulaire des cultures épithéliales des voies aériennes humaines polarisées (HAEC) et cytotoxicité du PF-00835231 et du remdesivir. une. Représentation schématique d’un transwell contenant un HAEC polarisé à l’interface air-liquide. Cellules basales de cycle bleu foncé; cellules basales bleu clair; cellules rouges suprabasales; cellules sécrétoires violettes; cellules jaunes, microfold; cellules vertes ciliées; gris, mucus. Pour tester la cytotoxicité, des médicaments ont été ajoutés au milieu dans la chambre basolatérale. b. UMAP en cluster de cellules individuelles déterminées par séquençage d’ARN unicellulaire à partir de n = 3 HAEC non infectés. Les clusters ont été déterminés par des marqueurs de la littérature (37, 38) et par des gènes marqueurs différentiellement exprimés pour chaque cluster déterminé par le test de Wilcox. c., d. Coupes représentatives de HAEC non infectées, 72 h après le traitement avec 10 µM de PF-00835231 ou 10 µM de remdesivir. Coloration H&E (c.) Ou PAS-bleu Alcian (d.). e. Résistance transépithéliale (TEER) chez HAEC non infecté traité avec le médicament 1205 au fil du temps comme mesure de l’intégrité épithéliale. Moyens ? SEM à partir de n = 3 expériences indépendantes. F. Test CellTiter-glo sur des cellules précurseurs Bci-NS1.1 de type basal indifférenciées. Moyens ? SEM à partir de n = 3 expériences indépendantes.

La recherche actuelle a également démontré un effet synergique significatif entre le PF-00835231 et le remdesivir dans l’inhibition du SRAS-CoV-2. Les chercheurs pensent que l’utilisation de plusieurs médicaments antiviraux avec différents modes d’action ou sites cibles permettrait de contourner efficacement la résistance croisée causée par des mutations. Par conséquent, le développement de traitements antiviraux utilisant plusieurs médicaments antiviraux améliorerait considérablement la thérapie antivirale dans COVID -19.

Pour résumer, les recherches de l’équipe révèlent l’importance du nouveau médicament antiviral, PF – 00835231, contre le SRAS-CoV-2 à l’aide de la 3D in vitro modèles d’épithélium des voies respiratoires humaines. Cela aiderait à réduire le taux de mortalité du COVID-19 et ouvrirait également la voie à l’exploration de nouvelles méthodes de traitement pour d’autres virus nocifs.