Dans une étude récente publiée dans la revue Pathogènes PLOSdes chercheurs des États-Unis d’Amérique (US) ont étudié le profil de résistance de la 4′-fluorouridine (4′-FlU) contre une pandémie de grippe aviaire A/CA/07/2009 (H1N1, abréviation de hémagglutinine 1 neuraminidase 1) (CA09 ).
Ils ont découvert que la molécule pouvait vaincre la résistance de six lignées d’évasion identifiées du virus. in vitro et a montré des résultats prometteurs sur des modèles de souris et de furets.
Sommaire
Arrière-plan
Les virus de la grippe saisonnière ont un impact considérable sur la santé publique et l’économie. Chaque année, environ un milliard de personnes dans le monde sont infectées par le virus, et des millions d’entre elles nécessitent une hospitalisation et des soins médicaux avancés. Au cours des années interpandémiques, plus de 600 000 personnes meurent de la maladie. Lorsque les virus grippaux zoonotiques se propagent dans la population humaine, ils peuvent provoquer des pandémies à grande échelle avec un nombre de cas mortels encore plus élevé. Les vaccins antigrippaux existants offrent une protection modérée, mais leur efficacité diminue dans les populations vulnérables et en cas de souches virales mal appariées ou pandémiques.
Les antiviraux approuvés par la Food and Drugs Administration (FDA), notamment les adamantes, les inhibiteurs de la neuraminidase et le baloxavir marboxil, sont confrontés à des défis liés à de faibles barrières génétiques à la résistance virale.
Plusieurs défis liés à la résistance aux antiviraux persistent, notamment la mutation généralisée M2 S31N d’Adamantes, l’émergence rapide d’une résistance aux inhibiteurs de la neuraminidase, la résistance rapide du baloxavir marboxil apparue sous traitement et les incertitudes entourant l’impact clinique du favipiravir, malgré une barrière de résistance élevée.
Dans des études antérieures, le 4′-FlU, un analogue nucléosidique à large spectre, s’est révélé efficace contre divers virus à acide ribonucléique (ARN), notamment les bêta-coronavirus, le virus respiratoire syncytial (RSV) et les virus de la grippe aviaire, et a montré une large -spectre d’activité et une large fenêtre temporelle thérapeutique.
Dans la présente étude, les chercheurs ont exploré le potentiel thérapeutique du 4′-FlU via le profilage de la résistance et l’évaluation de la pathogenèse et de l’aptitude des recombinants résistants. in vitro et in vivo.
À propos de l’étude
L’étude impliquait l’adaptation progressive du virus recombinant CA09 (recCA09) au 4′-FlU par passage en série à dose croissante. in vitro en six lignées indépendantes. Les titres de virus de la descendance ont été déterminés à chaque passage et le séquençage du génome entier a été effectué sur des populations virales expérimentées en 4′-FlU et sur des populations témoins traitées au diméthylsulfoxyde (DMSO) afin d’identifier les mutations allèles dominantes dans l’ARN polymérase ARN-dépendante (RdRp).
Les mutations ont été localisées à l’aide de modèles structurels. Le processus visait à évaluer le développement de la résistance et à comprendre les changements génétiques associés à la tolérance au 4′-FlU. Des tests dose-réponse ont été réalisés contre recCA09 pour déterminer les concentrations inhibitrices (EC50 et CE90) de 4′-CRF.
Évaluer le profil de résistance de la 4′-FlU contre les virus grippaux, in vitro et in vivo des modèles, comprenant des cellules, des souris et des furets, ont été utilisés. En outre, in silico la modélisation a été utilisée pour la caractérisation mécaniste. Le virus a été inoculé par voie intranasale.
La charge virale a été surveillée périodiquement dans les lavages nasaux (de furets) et les tissus respiratoires de souris et de furets, extraits 4 ou 8 jours après l’infection. L’analyse statistique impliquait l’utilisation du modèle de Student t-test et analyse de variance (ANOVA) pour comparer les paramètres entre les groupes.
Résultats et discussion
La CE50 et CE90 de 4′-FIU étaient respectivement de 0,14 et 0,24 μM. Pendant le in vitro adaptation du virus au 4′-FlU, six lignées d’échappement indépendantes présentant des mutations distinctes dans le contexte recCA09 ont été générées. Une augmentation de 2 à 25 fois a été observée dans la CE99 concentrations de 4′-FlU contre les différentes lignées, confirmant une résistance modérée.
Aucune combinaison de mutations conférant une résistance modérée à la 4′-FlU n’a été trouvée dans les séquences complètes disponibles du génome du virus de la grippe A (IAV). La faible fréquence individuelle des mutations a validé l’efficacité du 4′-FIU contre les IAV humains et aviaires en circulation.
Les chercheurs ont pu identifier des résidus spécifiques cruciaux pour façonner la cavité centrale du RdRP en tant que déterminants clés dans la réduction modérée de la susceptibilité de la polymérase à l’inhibition du 4′-FlU. De plus, ils suggèrent qu’une barrière génétique importante pourrait entraver l’émergence d’une résistance plus robuste.
Il a été constaté que l’évasion provenait de mutations individuelles, additives ou synergiques. Toutes les variantes ont montré une condition physique et une atténuation altérées dans les modèles de culture cellulaire et de souris. Bien que les variants résistants soient restés pathogènes chez la souris, leur résistance modérée au 4′-FlU a pu être surmontée pharmacologiquement in vivo.
L’administration orale de 4′-FlU à la dose la plus faible (2 mg/kg) ou élevée (10 mg/kg) s’est avérée efficace pour vaincre la résistance, comme l’indique la survie des souris. L’effet positif du 4′-FIU a également été mis en évidence par une réduction des signes cliniques et une diminution de la charge virale tissulaire.
Même pour les variantes présentant la résistance la plus robuste ou la pathogénicité résiduelle la plus robuste, leur transmission est compromise et/ou facilement contrôlée par la dose standard de 4′-FlU. Dans le modèle du furet, les variantes traitées au 4′-FlU (représentant quatre lignées d’adaptation) ont montré une invasion altérée des voies respiratoires inférieures, les rendant soit incapables de transmettre ou bloquant leur propagation aux sentinelles non traitées.
Les limites de l’étude incluent l’incertitude quant à savoir si le profil de résistance observé au 4′-FlU, déterminé dans divers systèmes expérimentaux, s’applique également à l’hôte humain.
Conclusion
En conclusion, la présente étude élucide les mécanismes diminuant la sensibilité du complexe polymérase IAV au 4′-FIU. Dans des modèles de souris et de furets, il a été démontré que même si la fuite du 4′-FlU est possible, elle est associée à une atténuation virale et à une diminution de la capacité de transmission.
Ainsi, les populations virales résistantes au 4′-FlU se révèlent incapables d’atteindre une signification clinique ou de persister en circulation dans des scénarios réels, mettant en évidence le potentiel thérapeutique soutenu du composé. À l’avenir, des études explorant l’application humaine potentielle et les niveaux de dose du 4′-FIU pourraient être menées.
