L’étude souligne le besoin urgent de thérapies médicamenteuses combinées pour le SRAS-CoV-2

Dans une étude récente publiée dans le bioRxiv*serveur de préimpression, les chercheurs ont étudié la sensibilité de la protéase majeure naturelle du coronavirus 2 (SRAS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère (M^Pro) des variantes de médicaments inhibiteurs de la protéase, notamment le nirmatrelvir et l’ensitrelvir.

Les chercheurs ont également analysé les phénotypes de résistance aux médicaments des changements d’acides aminés (AA) à une seule position dans les séquences mondiales du SRAS-CoV-2 extraites de la base de données de partage de données de l’Initiative mondiale pour la grippe aviaire (GISAID). En outre, ils ont étendu les analyses de l’étude pour inclure neuf résidus AA naturellement variables situés dans les deux régions adjacentes au M^Pro site actif.

Arrière plan

Le nirmatrelvir est le composant actif du médicament antiviral oral SARS-CoV-2 commercialisé sous le nom de Paxlovid. Des études phylogénétiques ont montré que des variantes résistantes au nirmatrelvir du SRAS-CoV-2 ont préexisté dans la population humaine et présentent la capacité de se propager. De même, il pourrait y avoir des variantes résistantes à l’ensitrelvir, un autre antiviral SARS-CoV-2 autorisé en cas d’urgence (EUA).

Les études biochimiques et structurelles des deux dernières décennies ont accumulé de nombreuses connaissances sur les protéases du coronavirus (CoV). Dans ces études, le CoV M^Pro est apparu comme un candidat solide pour le développement de médicaments en réponse à la pandémie de SRAS de 2002 et à la pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) en 2020. Alors que Paxlovid s’est avéré très efficace pour réduire la pathogenèse de COVID -19, le long Les conséquences à long terme de sa prescription généralisée sont inconnues, en particulier la pharmacorésistance. Compte tenu de la puissance variable du nirmaterlvir et de l’ensitrelvir contre les espèces de CoV, l’évolution rapide du SRAS-CoV-2 vers plusieurs variantes préoccupantes (COV) est également préoccupante.

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont développé un test de gain de signal basé sur les cellules pour évaluer le SRAS-CoV-2 M^Pro fonction. Ce test fonctionnait sur le principe que l’activité de la protéase de type sauvage (WT) supprime le signal luminescent et que l’inhibition génétique/chimique entraîne une augmentation du signal directement proportionnelle à l’efficacité de l’inhibiteur ou à la sévérité de la mutation.

Les résultats de l’essai ont montré qu’un seul changement d’AA (P168S) dans le site actif adjacent au M^Pro loop a déterminé la sensibilité du SRAS-CoV-2 aux médicaments inhibiteurs de la protéase. De plus, des études structurales à haute résolution ont révélé que P168 était proche des sites de liaison du nirmaterlvir et de l’ensitrelvir, respectivement à 3,3 Å et 8,8 Å.

Cet exemple frappant de réponse différentielle aux médicaments a inspiré les chercheurs à examiner les changements naturels à la position 168 et neuf autres variantes naturelles à proximité du M^Pro site actif. Tout d’abord, ils se sont concentrés sur les résidus AA 165, 169, 171 et 173 dans l’épingle à cheveux bêta P168. De plus, ils ont enquêté sur le M^Pro région hélicoïdale couvrant les résidus AA 45-49.

Résultats de l’étude

Les résultats de l’étude ont révélé des profils de résistance différents pour le nirmatrelvir et l’ensitrelvir. Par exemple, A173V a conféré une résistance sélective au nirmatrelvir, tandis que les substitutions AA T45I, D48Y et M49I dans l’hélice adjacente au M^Pro le site actif offrait une plus grande résistance à l’ensitrelvir. En fait, A173 est apparu comme un point chaud de résistance aux médicaments en provoquant une augmentation de 11,6 fois de la résistance au nirmatrelvir.

Des études antérieures sur le virus de l’hépatite C (VHC) ont montré que des mutations uniques de l’AA provoquent une résistance sélective aux médicaments d’ampleur variable vis-à-vis de différents inhibiteurs de la protéase, tout en affectant de manière minimale l’aptitude virale. En revanche, la résistance aux inhibiteurs de la protéase du virus de l’immunodéficience humaine (VIH) nécessite généralement deux mutations ou plus. Peut-être le SRAS-CoV-2 M d’origine naturelle^Pro les variants sont simplement un environnement permissif pour sélectionner des mutations secondaires qui fournissent une résistance complète aux médicaments.

Plus important encore, l’analyse de l’étude a mis en évidence que la plupart des fréquences d’allèles à une seule variante pourraient être élevées mais résulter d’une seule mutation de nucléotide. Ainsi, l’apparition du double SARS-CoV-2 M^Pro mutants est inévitable. Des mutations uniques d’AA dans ∆P168 et A173V ont conféré une résistance au nirmatrelvir de manière presque synergique, c’est-à-dire 51 fois contre 5 fois et 11 fois, respectivement, pour chaque mutant individuel. Un test basé sur le virus de la stomatite vésiculeuse orthologue (VSV) a obtenu des résultats similaires pour ce double mutant. Ces résultats ont indiqué que la combinaison de deux modifications naturelles de l’AA pourrait aider à obtenir une forte résistance au nirmatrelvir.

conclusion

Dans l’ensemble, l’étude a mis en évidence la nécessité de se concentrer sur le développement de thérapies COVID-19 qui combinent différents médicaments ciblant simultanément plusieurs voies du SRAS-CoV-2 afin de minimiser le développement de mutants résistants aux médicaments. Heureusement, les études n’ont pas encore signalé que les variantes circulantes du SRAS-CoV-2 expriment des combinaisons des mutations résistantes aux protéases décrites dans l’étude actuelle.

De plus, les auteurs ont mis en garde contre l’utilisation de médicaments inhibiteurs de la protéase comme monothérapies pour le traitement du COVID-19 et ont encouragé le développement d’un plus grand nombre d’inhibiteurs de la protéase et d’autres médicaments antiviraux avec différents profils de résistance. Les études futures devraient étudier les mécanismes d’action précis des substitutions d’AA qui confèrent une résistance aux médicaments. De plus, les études doivent dépister manuellement les séquences entières du génome de M^Pro variants qui apparaissent à des positions AA hautement conservées.

*Nouvelles importantes

bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et ne doivent donc pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique ou les comportements liés à la santé, ou être traités comme des informations établies.