Le coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV) et le coronavirus du syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS-CoV) de la famille des Coronaviridae se propagent rapidement chez l’homme et peuvent provoquer des maladies respiratoires mortelles. Mais ces virus n’ont jamais atteint l’échelle pandémique. Cependant, le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2) a rapidement atteint l’échelle pandémique. Plus de 242 millions d’infections et 4,9 millions de décès associés au coronavirus 2019 (COVID-19), la maladie causée par le SRAS-CoV-2.
Étude : Découverte de puissants inhibiteurs triples des protéases du SRAS-CoV-2 et de la cathepsine humaine L. Crédit d’image : easyease/Shutterstock
Il existe deux cibles virales essentielles qui contrôlent la production de protéines fonctionnelles du SRAS-CoV-2, la protéase principale (Mpro) et la protéase de type papaïne (PLpro). La production des polypeptides essentiels polypeptide 1a (pp1a) et polypeptide 1b (pp1ab) est permise par un décalage du cadre entre le cadre de lecture ouvert 1a (ORF1a) et le cadre de lecture ouvert 1b (ORF1b). Ces polypeptides sont transformés en 16 protéines non structurelles vitales pour la réplication et l’assemblage viral, qui ont été considérées comme des cibles potentielles pour l’inhibition.
Des chercheurs de l’Université de Californie à San Diego ont testé des analogues du disulfirame sur le SARS-CoV-2 Mpro et PLpro pour trouver des inhibiteurs plus efficaces et plus efficaces qui tirent parti du mécanisme de liaison du disulfirame au résidu de cystéine. Les analogues utilisés dans cette étude contenaient du disulfure de thiurame ou du dithiobis-(thioformiate), pour maintenir l’activité de liaison de la cystéine.
Une version pré-imprimée de cette étude, qui doit encore faire l’objet d’un examen par les pairs, est disponible sur le site bioRxiv* serveur.
L’étude
Les auteurs ont utilisé six analogues de disulfure de thiurame avec différents substituants N et un dithiobis-(thioformiate), RI171 à RI177, pour tester contre le Mpro et le PLpro du SRAS-CoV-2. Pour montrer les activités de Mpro et PLpro en présence de composés sélectionnés, les auteurs ont effectué des dosages enzymatiques fluorométriques.
Les activités inhibitrices de JX 06 et RI172 contre Mpro avec la concentration inhibitrice semi-maximale (CI50) de 0,56 ± 0,06 et 0,63 ± 0,13 nM, ont affiché une amélioration d’environ trois fois par rapport au disulfirame avec une valeur CI50 de 1,48 ± 0,06 µM. En revanche, le RI171, le RI177 et le thirame ont affiché des effets d’inhibition légèrement plus faibles que le disulfirame. De plus, le RI171, le RI172, le JX 06 et le Thiram, les quatre composés disulfures, ont affiché une puissance améliorée contre le PLpro avec une CI50 de 0,25 ± 0,05, 0,68 ± 0,01, 0,62 ± 0,03 et 1,93 ± 0,06 µM.
La réplication du SARS-CoV-2 dépend de Mpro et PLpro, mais il existe également d’autres protéases vitales pour le processus, notamment la cathepsine L, la furine et TMPRSS2. Les auteurs ont sélectionné la cathepsine endosomale et les protéases TMPRSS qui facilitent l’entrée du SARS-CoV-2 dans les cellules hôtes.
L’activité d’inhibition des deux composés sélectionnés a été analysée contre 1 nM de cathepsine L en utilisant 30 pM de Z-Phe-Arg-AMC comme substrat fluorogène. Les valeurs IC50 de RI175 et JX 06 (1,65 et 1,91 µM) ont affiché une légère amélioration par rapport au disulfirame (2,19 ± 1,36 µM). Le composé RI172 a montré une amélioration significative et une puissance élevée (0,19 ± 0,03 µM), qui était 11,5 fois plus puissante par rapport au disulfirame.
Les auteurs ont ensuite étudié plus avant les composés précédemment utilisés pour déterminer s’ils inhibaient également d’autres protéases associées à l’infection par le SRAS-CoV-2. Dans Sever COVID-19, les caillots sanguins, l’inflammation aiguë et la pneumonie sévère sont toutes des complications courantes. La réponse immunitaire typique à une infection virale ou bactérienne est la coagulation.
Cependant, la principale réponse immunitaire généralement associée à une infection par le SRAS-CoV-2 est l’hyper-inflammation, qui est activée par des cytokines telles que le facteur de nécrose tumorale, l’interleukine-1 et l’interleukine-6, peut entraîner une inflammation sévère et des lésions tissulaires nocives. s’ils sont produits en quantités excessives. Les auteurs ont testé leurs composés sélectionnés sur la thrombine, la protéase clé dans l’initialisation du caillot. Cependant, leurs analogues n’ont montré aucune inhibition significative.
Implications
Les auteurs de cette étude ont identifié une seule substance chimique qui peut inhiber à la fois les protéases virales, Mpro et PLpro, et au moins une protéase humaine impliquée dans le cycle d’infectiosité du SRAS-CoV-2. Le composé identifié par les auteurs peut également être spécifique de cibles hôtes et virales. Les composés utilisés dans cette étude ont le potentiel de ralentir le cycle d’infectiosité virale et de moduler les réponses inflammatoires.
*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/le comportement lié à la santé, ou traités comme des informations établies.