Une étude de réutilisation de médicaments révèle que le lonafarnib est efficace contre le VRS

Dans une étude publiée dans la revue Communications naturelles, les chercheurs ont examiné ReFRAME (abréviation de réutilisation, sauvetage ciblé et Medchem accéléré), une bibliothèque de réutilisation de médicaments, pour des médicaments contre le virus respiratoire syncytial (VRS). Ils ont identifié le lonafarnib comme un puissant inhibiteur de la protéine de fusion du RSV et ont étudié son potentiel thérapeutique contre une infection par le RSV.

Étude : L’écran de réutilisation de médicaments identifie le lonafarnib comme inhibiteur de la protéine de fusion du virus respiratoire syncytial. Crédit d’image : joshimerbin/Shutterstock

Arrière-plan

Le VRS provoque de graves infections des voies respiratoires inférieures chez les jeunes enfants, les personnes immunodéprimées et les personnes âgées, entraînant des millions d’hospitalisations et de décès chaque année. La récente pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) et les interventions associées ont conduit à une modification de l’épidémiologie du VRS, avec une suppression transitoire et une résurgence de la circulation du VRS, suscitant des inquiétudes quant à l’augmentation des infections.

Le traitement de l’infection par le RSV est actuellement symptomatique. Alors que la ribavirine montre in vitro efficacité, il n’est pas très efficace chez les patients. Le palivizumab fournit une prophylaxie mais est coûteux, n’offre qu’une réduction partielle des taux d’hospitalisation et fait face à des défis tels que le développement rapide d’une résistance. Bien que le nirsevimab ait été récemment approuvé pour la prévention du VRS chez les nouveau-nés, les options thérapeutiques restent rares.

Diverses stratégies antivirales contre le RSV, notamment les immunoglobulines, sont en cours de développement. Les bibliothèques de réutilisation contenant des médicaments ou des composés sous licence en cours de développement clinique servent de référentiels offrant un potentiel d’applications thérapeutiques accélérées. Les chercheurs de la présente étude ont examiné la bibliothèque ReFRAME et identifié le lonafarnib comme un inhibiteur de la protéine de fusion du RSV tout en démontrant sa capacité thérapeutique.

À propos de l’étude

La bibliothèque (de 12 000 molécules) a été criblée à l’aide d’un virus rapporteur recombinant de sous-type A de RSV, souche GFP (abréviation de protéine fluorescente verte). La viabilité cellulaire a été déterminée à l’aide d’un MTT (abréviation de 3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5 diphényltétrazolium bromure). Les principaux critères de sélection étaient une infection par le RSV ≤ 16 % et une viabilité cellulaire ≥ 80 %. Quatorze molécules répondaient aux critères principaux et 16 molécules supplémentaires ont été sélectionnées. Deux inhibiteurs de la farnésyl-S-transférase, le lonafarnib et le tipifarnib, ont été évalués et comparés pour leurs effets inhibiteurs sur l’infection par le VRS. Pour identifier la cible virale potentielle du lonafarnib, des passages du virus rapporteur RSV ont été effectués avec des doses croissantes de lonafarnib. Les populations virales résultantes ont été séquencées et les mutations analysées. L’étude a également impliqué des tests d’infection orthogonale, des tests de réduction de plaque, des tests de pseudotype lentiviral du RSV et des tests de fusion cellule à membrane de la protéine RSV F. Des expériences de résonance plasmonique de surface et de cristallisation ont été menées pour étudier l’interaction du lonafarnib avec une protéine F de pré-fusion de sous-type A recombinant du RSV.

Les effets thérapeutiques du lonafarnib ont été évalués en inoculant des cellules A549 avec HRSV-A-GFP, en traitant avec du lonafarnib ou de la ribavirine 24 heures après l’inoculation et en surveillant la propagation du virus dans le temps. L’effet du médicament dans un modèle plus naturel d’infection par le RSV et d’entrée cellulaire a été étudié à l’aide de la lignée cellulaire basale humaine immortalisée BCi-NS1.1, qui a ensuite été différenciée en épithélium cilié pseudostratifié.

Six souris ont été traitées avec du lonafarnib oral ou un solvant témoin et infectées par un virus rapporteur RSV. Le poids des animaux a été surveillé et au jour 4, les tissus ont été extraits et le nombre de copies du RSV dans les poumons a été mesuré.

UN Procédure de sélection et de validation. B Les cellules HEp-2 ont été infectées par rHRSV-A-GFP en présence de 5 µM de composé. 48 heures plus tard, l’infection et la viabilité cellulaire ont été quantifiées via les lectures GFP et MTT. Les lignes pointillées indiquent les principaux critères de réussite et les points représentent les moyennes de deux répétitions techniques. C Les cellules HEp-2 ont été infectées par HRSV-A-Luc à une MOI de 0,01 et traitées avec les concentrations de composé indiquées. 24 heures plus tard, le surnageant a été transféré sur de nouvelles cellules pour un deuxième cycle d’infection. La luminescence a été quantifiée 24 heures après l’inoculation des deux cycles d’infection. La viabilité cellulaire a été mesurée via la lecture du MTT dans des cellules traitées mais non infectées. Moyenne ± SD de trois expériences indépendantes. Inhibiteurs connus du RSV (protéine F : présatovir ; protéine N : RSV604, inhibiteurs de l’IMPDH (AVN944, acide mycophénolique), inhibiteurs de l’HSP90 (radiciol, HSP990). 4-Sulfocalix[6]arène hydraté (4SC6AH, cible inconnue). Les données sources sont fournies sous forme de fichier de données sources.

Résultats et discussion

Vingt et une molécules, dont le lonafarnib, ont démontré une activité antivirale contre le RSV. Le lonafarnib est approuvé pour le syndrome de progéria de Hutchinson-Gilford et fait l’objet d’essais cliniques de phase III pour les infections par le virus de l’hépatite delta. Le lonafarnib, mais pas le tipifarnib, a démontré une inhibition de l’infection par le RSV, comme en témoigne la réduction de l’activité du virus rapporteur, la réduction des plaques et la suppression de la formation de syncytia dans les cellules infectées. De plus, il a été constaté que le lonafarnib, et non le tipifarnib, interagissait avec la protéine F de pré-fusion dans un site de liaison qui a déjà été observé pour d’autres inhibiteurs de fusion.

Les populations virales exposées au lonafarnib ont accumulé deux mutations codantes (T335I et T400A) au sein de la protéine de fusion du RSV, conduisant à une résistance phénotypique au lonafarnib. De plus, le lonafarnib s’est avéré inhiber l’entrée du RSV dans les cellules en se liant à la protéine de fusion et en inhibant la fusion membranaire. Cette inhibition s’est avérée être surmontée par des mutations de résistance dans la protéine de fusion.

In vitro, les associations de lonafarnib et de ribavirine ont montré une activité inhibitrice mineure ou légèrement synergique à des doses sélectionnées. Le traitement au lonafarnib après inoculation dans les cellules A549 a limité la propagation du virus HRSV GFP de 30 % par rapport aux témoins. Dans le modèle de culture cellulaire BCi-NS1.1, le traitement prophylactique au lonafarnib des côtés apical et basolatéral a inhibé de manière dose-dépendante l’infection par le RSV, entraînant une réduction de 10 à 15 fois de la charge virale. L’application thérapeutique de lonafarnib uniquement du côté basolatéral a également réduit la charge virale d’environ 50 % dans une infection clinique par un isolat de RSV.

In vivo, les animaux traités au lonafarnib ont présenté un signal du virus rapporteur significativement réduit dans les poumons et le nez par rapport aux témoins. Au jour 4, une diminution dose-dépendante a été observée dans l’acide ribonucléique viral dans les poumons des souris traitées, et la perte de poids était moindre par rapport aux témoins. Cependant, des infiltrats cellulaires ont été observés dans les poumons des souris traitées au lonafarnib.

Conclusion

En conclusion, l’étude a identifié le lonafarnib comme un candidat thérapeutique potentiel pour le traitement du VRS, soulignant l’utilité des études de réutilisation des médicaments. Les résultats démontrent l’activité antivirale prometteuse du lonafarnib dans la culture cellulaire ainsi que dans les modèles murins d’infection par le VRS. Des recherches plus approfondies sont nécessaires pour confirmer les résultats.