Des scientifiques de la société pharmaceutique Merck ont publié les premières données détaillées sur un sous-ensemble de médicaments familiers inhibiteurs non nucléosidiques de la transcriptase inverse (INNTI) qui, en plus d’inhiber la capacité du VIH à se copier, pourraient être capables de tuer les cellules infectées par le VIH. en faisant en sorte que le virus « empoisonne » les cellules dont il dépend pour sa réplication.
À un stade ultérieur du cycle de vie viral que l’inhibition initiale de la transcriptase inverse, ces médicaments provoquent la synthèse prématurée des protéines qui constitueront la nouvelle génération de virus. L’une de ces protéines est l’enzyme protéase du VIH, qui est normalement utilisée au stade final de la réplication du VIH pour extraire des composants viraux individuels d’une « polyprotéine » que la cellule infectée par le virus a fabriquée, comme un tailleur qui découpe un motif dans un tissu entier.
La synthèse prématurée de la protéase, cependant, amène l’enzyme à extraire les protéines cellulaires qui forment un soi-disant inflammasome – une bombe d’autodestruction qui fait presque littéralement exploser la cellule.
Les composés qui peuvent le faire ont été surnommés activateurs ciblés de la destruction cellulaire (TACK) par Merck.
L’importance potentielle des médicaments TACK réside dans le fait que pour la première fois, ils suggèrent qu’une thérapie curative pourrait être possible qui ne repose pas sur les réponses immunitaires de l’hôte pour y arriver et qui, par définition, ne détruit que les cellules infectées par le VIH.
Le VIH dure toute la vie parce que certaines des instructions qu’il insère dans notre ADN pour fabriquer de nouveaux virus sont cachées à l’intérieur d’une population de cellules de « mémoire centrale » à longue durée de vie. Leur travail consiste à se souvenir des infections précédentes afin que le système immunitaire puisse élaborer une réponse rapide et spécifique si jamais elles réapparaissent, parfois des décennies plus tard. Jusque-là, ils attendent. La capacité de mémoire du système immunitaire est également à la base des vaccins. La population de cellules mémoires infectées par le VIH a été appelée le « réservoir du VIH ».
La stratégie « kick and kill » pour guérir le VIH consiste à réveiller les cellules réservoirs à l’aide de médicaments qui stimulent leur activité et les rendent ainsi visibles pour le système immunitaire.
Au début, on espérait que le système immunitaire serait alors capable de les éliminer par lui-même, mais comme il ne l’a pas fait, ils sont maintenant ciblés avec des vaccins thérapeutiques, des anticorps ou des lymphocytes T modifiés pour les tuer. Le problème, c’est que même s’il y a eu un succès modeste dans la « mise en action » des cellules du réservoir, il y a eu peu de succès dans la réalisation de la « destruction » – le rétrécissement du réservoir. Cela s’explique en partie par le fait que toutes les cellules réservoirs ne peuvent pas être activées en même temps, mais principalement par le fait que les thérapies immunitaires ne peuvent pas cibler uniquement les cellules infectées par le VIH. Tout ce qui est assez puissant pour tuer toutes les cellules infectées par le VIH tuerait beaucoup d’autres cellules – un problème bien connu en chimiothérapie anticancéreuse.
Les médicaments TACK résolvent ce problème en n’utilisant que les propres protéines du VIH pour tuer – donc ne ciblent que les cellules infectées par le VIH. Les chercheurs pensent que les cellules devraient probablement encore être activées, mais l’autre avantage des médicaments TACK est qu’ils appartiennent à une classe de médicaments, les NNRTRI, dont nous savons déjà beaucoup de choses et qui peuvent probablement être utilisés comme l’ART ordinaire.
Les propriétés TACK ont en fait été remarquées pour la première fois dans certains des médicaments NNRTI que nous utilisons déjà, notamment l’efavirenz et la rilpivirine. Ils semblaient augmenter le taux de mortalité des cellules infectées par le VIH activées. Le premier INNTI, la névirapine, est en revanche totalement dépourvu de cette propriété. Les auteurs ne font aucun commentaire sur les deux autres INNTI, l’étravirine et la doravirine, bien qu’ils notent que leur principal candidat est chimiquement similaire à la doravirine.
Ce candidat phare porte actuellement le nom d’investigation Pyr01 (pour pyrimidone, la classe chimique à laquelle il appartient). Il, et dans une moindre mesure ces autres INNTI, agissent à deux étapes du mode de vie lié au VIH.
« La protéase aide à assembler un inflammasome – une sorte de module d’autodestruction qui envoie des toxines qui détruisent la cellule. »
Le premier est celui qui est familier à tous les inhibiteurs de la transcriptase inverse. Ils interfèrent avec un stade précoce « en amont » du cycle de vie du VIH. Une fois que le virus est entré dans une cellule et a perdu ses couches externes, sa première tâche consiste à transformer son matériel génétique – ses instructions pour fabriquer de nouveaux virus – en instructions que les cellules humaines peuvent lire. Les gènes viraux sont codés sur de l’ARN, une molécule plutôt fragile. L’enzyme Reverse Transcriptase prête à l’emploi à l’intérieur du VIH transcrit cela dans la forme plus robuste de l’ADN. Une fois cela fait, dans l’événement central de l’infection par le VIH, l’ADN est intégré dans l’ADN humain de la cellule hôte. La cellule subvertie commence alors à fabriquer de nouveaux virus au lieu de faire son travail propre, se protégeant contre eux.
L’activité TACK se produit dans la dernière moitié « en aval » du cycle de vie, lorsque la cellule infectée produit des protéines du VIH. Parmi ces protéines figurent les composants de la nouvelle transcriptase inverse des nouveaux virus.
La transcriptase inverse est une molécule complexe avec plusieurs tâches, mais pour faire son travail correctement, elle doit se «dimériser», ce qui signifie que deux protéines s’apparient et se collent ensemble comme un dimère – une molécule composée de deux unités distinctes. Les médicaments TACK rendent cela trop rapide – en quelques heures plutôt qu’en un jour ou deux. Cela déclenche une chaîne d’événements qui implique que la protéase du VIH est également fabriquée prématurément. La protéase alors, au lieu d’assembler de nouveaux virus, aide à assembler un complexe protéique appelé inflammasome – une sorte de module d’autodestruction qui envoie des toxines qui détruisent la cellule.
Premières données sur un nouveau médicament TACK
Quelle est l’efficacité du candidat principal Pyr01 ? Dans des expériences en laboratoire, son activité ART – le blocage en amont de la transcriptase inverse – était similaire à celle de l’éfavirenz. Son IC 50 – la concentration nécessaire pour réduire la réplication virale de 50% – était de 39,7 nanomoles (nM), ce qui est proche de celle de l’efavirenz (34,1 nM – plus le chiffre est bas, plus le médicament est puissant). Sa capacité à tuer les cellules infectées par le VIH était cependant 100 fois supérieure à celle de l’efavirenz (38,4 nM contre 4006 nM dans le cas de sa capacité à tuer les cellules CD4 infectées par le VIH). Il n’était pas toxique pour les cellules non infectées.
Sa capacité à dimériser la molécule VIH RT – pour forcer sa maturité prématurée – était dix fois supérieure à celle de l’efavirenz, à 24 nM contre 210 nM, et sa capacité à le faire n’a pas été affectée par la résistance aux médicaments. Alors que la mutation de résistance aux médicaments INNTI la plus courante, K103N, a complètement annulé la capacité de l’éfavirenz à dimériser la transcriptase inverse, elle n’a pas du tout affecté Pyr01. Peu de mutations ou combinaisons de mutations courantes de résistance aux INNTI ont affecté la capacité de Pyr01 à se dimériser, avec pas plus d’une multiplication par trois de l’IC 50 pour des mutations uniques et une diminution par dix – encore probablement cliniquement gérable – pour une triple combinaison de mutations de résistance, K101E, G190A et Y181C.
Les scientifiques de Merck ont également étudié un composé très similaire à Pyr01 qu’ils ont appelé Pyr02. Même s’il n’était différent de Pyr01 que par le placement de deux atomes dans sa molécule, il avait un effet « en amont » ART plutôt plus faible (son IC 50 était de 131 nM, bien qu’il soit encore plus fort que le médicament efficace névirapine, à 214 nM).
Mais il n’avait pratiquement aucune capacité à forcer la transcriptase inverse «en aval» à adopter prématurément sa conformation dimère. Il existe une mutation naturelle dans la molécule de transcriptase inverse du VIH appelée W401A qui signifie qu’elle ne peut pas se dimériser et donc que le virus ne peut pas se répliquer : mais Pyr01 pourrait surmonter cela et encore forcer la dimérisation, conduisant à l’activité TACK, alors que Pyr02 ne le pourrait pas. Parce que Pyr01 et Pyr02 sont si similaires chimiquement mais si différents dans leurs effets, cela a permis aux scientifiques de « zoomer » sur les liaisons moléculaires spécifiques qui rendent Pyr01 si efficace.
Le fait que c’est bien la production prématurée de la protéase du VIH qui tue les cellules infectées a été prouvé en ajoutant l’indinavir, un inhibiteur de la protéase de première génération, à des cultures cellulaires contenant des lymphocytes infectés et du Pyr-1 : l’ajout d’indinavir annulait l’action de Pyr01 et les cellules n’ont pas été tuées. Cela montre également que s’ils arrivent à la clinique, les médicaments TACK et les inhibiteurs de protéase seront incompatibles.
« Les effets secondaires neuropsychiatriques de l’efavirenz sont-ils liés à son activité TACK destructrice de cellules ? »
Les expériences décrites ci-dessus portaient sur des cellules infectées par une forme défectueuse du VIH dans la boîte de laboratoire qui ne pouvait subir qu’un seul cycle de réplication (ce qui a montré que l’effet de Pyr01 était rapide, spécifique et très efficace).
Mais les chercheurs ont également prélevé des cellules CD4 de personnes vivant avec le VIH pour mesurer directement leurs capacités de réplication du VIH. Ils ont prélevé des cellules CD4 de la mémoire centrale (pas seulement des cellules contenant le VIH) de huit volontaires sous TAR, les ont activées pour permettre une certaine réplication du VIH dans les cellules contenant le VIH, les ont dosées avec Pyr01, Pyr02, efavirenz et névirapine et ont mesuré leur activité TACK. Bien que cela ait confirmé que l’éfavirenz avait une activité TACK significative, avec une chute de 85 % de la protéine gag du VIH (un composant viral) dans le liquide de l’échantillon, Pyr 01 a produit une chute de 94 %. Comme ces échantillons provenaient de sujets déjà sous ART, la suppression supplémentaire de la production de gag du VIH a été attribuée à l’activité de destruction des cellules.
L’activité cellulaire chez ces sujets n’était pas suffisante pour produire un nombre dénombrable de cellules CD4 infectées par le VIH. Les chercheurs ont donc également prélevé des cellules CD4 à mémoire centrale d’une personne qui n’était pas viralement supprimée et les ont traitées avec Pyr 01 et efavirenz, produisant des baisses similaires du VIH. protéines mais aussi une baisse des cellules infectées par le VIH directement dénombrable par cytométrie en flux. En revanche, le nombre de cellules mémoires non infectées par le VIH est resté inchangé, ce qui montre que les médicaments ne tuaient pas ces cellules.
Questions sans réponse
Il s’agit d’une étude préclinique très précoce de ces médicaments intéressants et de leurs effets bimodaux, « en amont » et « en aval », sur l’enzyme transcriptase inverse du VIH. Il y a beaucoup de questions sans réponse.
Bien que l’efavirenz présente également une activité TACK, il est dix fois moins puissant et Pyr01 est beaucoup moins sensible aux mutations de résistance NNRTI. Mais l’autre raison pour laquelle l’éfavirenz a été largement abandonné et ne serait pas utilisé plus loin en tant que médicament TACK est à cause de ses effets secondaires neuropsychiatriques – insomnie, cauchemars, étourdissements et dépression. Sont-ils liés à son activité TACK destructrice de cellules ? Nous avons besoin d’études de sécurité pour montrer si Pyr01 et les composés de pyrimidone apparentés (Merck en a trouvé plusieurs avec des propriétés similaires) ont des effets secondaires similaires ou s’ils sont uniques à l’efavirenz.
L’autre question sans réponse est de savoir si les médicaments TACK pourront « atteindre » et par leur simple présence éliminer les cellules dans le réservoir de VIH quiescent. Cela semble peu probable dans le cas de cellules totalement latentes. Mais la bonne nouvelle est que Pyr01 fonctionnera probablement comme un médicament ART typique, ainsi que comme un médicament TACK. Nous savons que l’ART permet toujours à un degré de réplication du VIH de faible niveau de se poursuivre (c’est pourquoi une charge virale typique sous ART est de l’ordre de 2 à 4 copies/ml, pas de zéro). Mais cela implique que les médicaments TACK pourraient être en mesure de monter une lente campagne d’assassinat contre tout médicament réservoir qui oserait s’activer et commencer à fabriquer des protéines virales, renforçant le processus par lequel les cellules réservoirs infectées par le VIH deviennent plus profondément latentes au fil du temps et produisant éventuellement de nombreuses plus de contrôleurs de post-traitement .
Source : Nam AidsMap