Une étude rapporte un inhibiteur Mpro du SRAS-CoV-2 disponible par voie orale avec une puissante activité antivirale in vivo

Dans une étude récente publiée dans le Microbiologie naturelle journal, les chercheurs ont examiné l’efficacité de la principale protéase (M^pro) inhibiteur contre le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2).

Le vaccin contre la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) a joué un rôle déterminant dans la réduction de la morbidité et de la mortalité causées par les infections au SRAS-CoV-2. Cela a nécessité le développement d’options de traitement efficaces contre le COVID-19.

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont évalué l’efficacité d’un SARS-CoV-2 M^pro inhibiteur en présentant une activité antivirale puissante in vivo contre la souche SARS-CoV-2 de type sauvage (WT) et les variantes B.1.1.7 (Alpha), B.1.617.1 (Kappa) et P.3 (Theta).

L’équipe a utilisé la réaction à quatre composants d’Ugi (Ugi-4CR) pour générer du M covalent^pro inhibiteurs. Tout d’abord, les chercheurs ont sélectionné l’α-cétoamide (R = acétyle) et l’acrylamide (R = vinyle) cliniquement approuvés comme candidats pour le groupe électrophile en position R qui se lierait à un résidu cystéine. Il en résulte la génération de composés 1a et 1b, avec R comme groupes acétyle ou vinyle, et R1, R2 et R3 comme pyridine, tert-butylbenzène et tert-butyle, respectivement. De plus, les bioactivités de 1a et 1b contre M^pro ont été évalués par un test de fluorimétrie à balayage différentiel (DSF) et un test de transfert d’énergie par résonance de fluorescence (FRET).

L’équipe a ensuite optimisé R1, R2 et R3 de 1a, conduisant à la génération de 16 composés ayant plusieurs combinaisons de R2 et R3. Les mélanges épimères comprenant les 16 composés ont été séparés par chromatographie liquide haute performance chirale (HPLC). L’équipe a ensuite tenté d’ajouter du deutérium aux composés résultants et a généré 11 composés avec du deutérium.

La constante de liaison à l’équilibre K_je et la constante de taux d’inactivation k_AINC des valeurs ont été estimées pour le candidat Y180 afin de vérifier sa capacité de liaison à M^pro. De plus, le in vitro activité de Y180 contre M^pro a été évaluée à l’aide de la lignée cellulaire épithéliale pulmonaire humaine, Calu-3 et des cellules VeroE6 qui exprimaient la sérine protéase transmembranaire 2 (VeroE6-TMPRSS2). Par la suite, les cellules ont été exposées à la souche SARS-CoV-2 WT et aux variantes B.1.17, B.1.617.1 et P.3.

Résultats

Les résultats de l’étude ont montré que le mélange racémique de 1a présentait une bonne activité avec un décalage thermique (∆T_m) de 4,7 °C dans le test DSF et de 3,11 μM dans le test FRET à une concentration inhibitrice de 50 % (CI50), tandis que 1b a montré une activité indétectable. Cela a conduit à la sélection de l’α-cétoamide avec R = acétyle pour le groupe électrophile en position R.

Les 16 composés comprenaient des mélanges épimères avec une configuration S fixe à R3 et une activité antivirale puissante contre M^pro. La séparation des mélanges d’épimères a généré des épimères (R) avec une puissance antivirale supérieure à celle des épimères (S) correspondants. Parmi ceux-ci, (R)-5b avait l’activité antivirale la plus élevée contre M^pro, tandis que le (S)-5b correspondant a montré une activité plus faible. Notamment, (R)-5b pourrait subir une conversion de configuration rapide pour former (S)-5b.

Cette conversion de configuration a été empêchée en remplaçant l’hydrogène échangeable par du deutérium, générant le composé d-(R)-6a, qui avait une puissance antivirale similaire à celle de (R)-5b. Après une nouvelle génération de composés avec du deutérium, les chercheurs ont sélectionné le d-(R)-6c (Y180) qui a montré une activité antivirale très puissante dans les tests antiviraux enzymatiques et cellulaires.

Le K_je et K_AINC les valeurs de Y180 étaient de 1 nM et 2,6 × 10⁻⁴ s⁻¹respectivement, ce qui indique la puissance élevée du Y180 en tant que M^pro inhibiteur. De plus, Y180 n’a montré aucune activité contre plusieurs protéases de mammifères avec des structures similaires à celle de M^procomme la caspase 2, la chymotrypsine, la thrombine, la cathepsine B, la cathepsine D et la cathepsine L, suggérant la haute sélectivité de Y180 contre M^pro.

Le in vitro la puissance antivirale de Y180 n’a montré aucune cytotoxicité dans les cellules Calu-3 et VeroE6-TMPRSS2. De plus, 20 µM de Y180 ont réduit la réplication virale de 4,44, 5,83, 4,74 et 6,03 log contre la souche SARS-CoV-2 WT et les variantes B.1.1.7, B.1.617.1 et P.3, respectivement, 24 heures après l’infection dans les cellules VeroE6-TMPRSS2. D’autre part, dans les cellules Calu-3, la même concentration de 20 µM de Y180 a montré une activité antivirale puissante avec une baisse de 2,14, 3,13, 1,77 et 2,29 log du nombre de copies virales contre le SARS-CoV-2 WT souche et les variants B.1.1.7, B.1.617.1 et P.3.

Y180 a également montré une augmentation significative de la viabilité cellulaire à une concentration de 0,8 µM ainsi qu’une puissante activité protectrice contre la mort cellulaire induite par le SRAS-CoV-2. Notamment, cette protection a été plus efficace que celle du remdesivir (RDV) pour la souche SARS-CoV-2 WT et les variantes émergentes.

Invivo l’évaluation de l’activité antivirale de Y180 a montré que chez les souris K18-human angiotensin-converting enzyme 2 (K18-hACE2) infectées par B.1.1.7, Y180 réduisait le nombre de copies virales dans le cornet nasal et les poumons. Les titres viraux infectieux dans le cornet nasal et les poumons étaient significativement plus faibles chez les souris traitées avec Y180 par rapport aux souris non traitées.

Conclusion

Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré que le M disponible par voie orale^pro inhibiteur démontré dans la présente étude avait un puissant in vivo ainsi que in vitro activité antivirale contre la souche SARS-CoV-2 WT et les variantes B.1.1.7, B.1.617.1 et P.3.