Une étude identifie les inhibiteurs de petites molécules du SRAS-CoV-2 qui bloquent les kinases cellulaires clés

Le dépistage antiviral des inhibiteurs de kinase, effectué par des chercheurs de l'Université de Californie et du Cedars-Sinai Medical Center, a identifié des voies de signalisation cellulaire essentielles à la réplication du SRAS-CoV-2 et a révélé un mécanisme important d'interaction hôte-pathogène vital pour d'autres médicaments. recherche. Leurs résultats sont disponibles sur bioRxiv * serveur de préimpression.

Novel Coronavirus SARS-CoV-2 Micrographie électronique à balayage colorisée d'une cellule (verte) infectée par des particules du virus SARS-COV-2 (violet), isolée d'un échantillon de patient. Image capturée au NIAID Integrated Research Facility (IRF) à Fort Detrick, Maryland. Crédits: NIAID

La propagation d'un syndrome respiratoire aigu sévère très contagieux coronavirus 2 (SRAS-CoV-2), l'agent causal de la maladie à coronavirus (COVID-19), a entraîné la crise sanitaire mondiale actuelle avec plus de 500 000 décès et 10 millions de cas confirmés à Date.

Cependant, comme il s'agit d'un nouveau virus, notre connaissance des mécanismes de la pathogenèse du COVID-19 est très limitée. En conséquence, de nombreuses tentatives pour développer des stratégies antivirales ciblées ont été entravées, et la thérapie efficace pour cette urgence médicale non satisfaite est toujours difficile à atteindre.

Ce que nous savons, c'est qu'une myriade de virus à ARN peut provoquer des dommages importants à l'ADN – même dans les cas où la réplication virale a lieu uniquement dans le cytoplasme. L'activation ultérieure des voies de réponse aux dommages à l'ADN peut en outre stimuler la réplication des génomes d'ARN viral.

De plus, les dommages à l'ADN peuvent contribuer à la pathogenèse des virus à ARN en déclenchant l'apoptose (c'est-à-dire la mort cellulaire programmée), en stimulant une réponse immunitaire inflammatoire et en introduisant des mutations délétères qui, à leur tour, augmentent le risque de formation de cancer.

Les objectifs de cette nouvelle étude menée par des chercheurs américains étaient d'élucider les interactions hôte-pathogène en définissant des voies de signalisation cellulaire essentielles pour la réplication du SRAS-CoV-2, et également de dévoiler des inhibiteurs de kinases à petites molécules avec une activité anti-SARS-CoV-2.

L'illustration schématique 16 montre les principales voies identifiées dans le criblage du médicament inhibiteur de kinase ayant un rôle critique dans l'infection par le SRAS-CoV-2. Les composés médicamenteux et leurs voies kinases cibles respectives (mTOR18 PI3K-AKT, ABL-BCR / MAPK et réponse aux dommages à l'ADN) sont décrits.

Concevoir un système de dépistage des médicaments à haut débit

En un mot, les chercheurs ont développé un système de dépistage des médicaments à haut débit pour identifier les médicaments antiviraux qui pourraient être utilisés dans le traitement du COVID-19. À cette fin, ils ont mis en place un système de culture de cellules infectieuses SARS-CoV-2 et des tests virologiques en utilisant des cellules Vero-E6 (c'est-à-dire une lignée cellulaire dérivée d'un singe vert africain), mais aussi certaines lignées cellulaires humaines.

Cette étude a utilisé une petite bibliothèque de molécules de 430 inhibiteurs de la protéine kinase, qui sont actuellement à différents stades des essais cliniques en cours. De plus, la concentration de criblage avec une activité optimale et une toxicité minimale a été précisément identifiée.

La plupart des antagonistes de kinases testés dans cette étude appartiennent à des inhibiteurs compétitifs de l'ATP, une classe d'analogues de nucléosides ayant une puissante activité antivirale. Ils sont connus pour arrêter l'activité phosphotransférase de leurs cibles, mais ils fonctionnent également au-delà du simple blocage de l'activité catalytique.

Voies de signalisation cellulaire et interactions hôte-pathogène

À partir de l'écran principal, les chercheurs ont identifié un total de 34 composés capables d'inhiber l'effet cytopathique viral dans les cellules épithéliales. Un lien d'interactions médicamenteuses et protéiques a montré que ces composés ciblent spécifiquement un nombre limité de kinases cellulaires.

La découverte la plus importante est l'identification précise des voies de réponse aux dommages à l'ADN mTOR-PI3K-AKT, ABL-BCR / MAPK et à l'ADN en tant que voies de signalisation cellulaire indispensables à l'infection par le SRAS-CoV-2.

Par la suite, un dépistage secondaire a confirmé que des composés tels que le berzosertib (VE-822), le vistusertib (AZD2014) et le nilotinib ont une activité anti-SARS-CoV-2 significative, qui est obtenue en inhibant les enzymes cellulaires clés qui jouent un rôle dans la réplication virale .

Les chercheurs ont également démontré que le berzosertib, un inhibiteur de la kinase dans la voie de réponse aux dommages à l'ADN qui limite la réplication de l'ARN génomique viral, présentait une puissante activité antivirale dans une lignée de cellules épithéliales humaines, mais également dans des cardiomyocytes dérivés de cellules souches pluripotentes d'origine humaine (hIPSC) .

Réutilisation des inhibiteurs de kinase pour le traitement au COVID-19

« Dans l'ensemble, cette étude illustre les protéines de signalisation clés impliquées dans la réplication du SRAS-CoV 2 et fournit des voies potentielles pour le développement de nouveaux médicaments antiviraux », les auteurs de l'étude expliquent la signification de leurs résultats.

Comme certains des inhibiteurs susmentionnés influencent de manière significative la voie de réponse aux dommages à l'ADN, il semble que ce dernier soit une cible valide pour le développement thérapeutique dirigé par l'hôte pour COVID-19; par conséquent, une enquête plus approfondie est justifiée.

À la mi-juin 2020, huit études cliniques basées sur le berzosertib (phases un et deux) étaient en cours, et le médicament semble être bien toléré avec un profil d'effets secondaires plutôt bénins. Dans l'intervalle, une évaluation plus approfondie des cibles à l'aide d'études sur l'élimination directe basée sur CRISPR est actuellement en cours.

Par conséquent, les auteurs pensent que le berzosertib peut être rapidement réutilisé pour traiter les patients atteints de COVID-19, après in vivo études d'efficacité et d'innocuité. Enfin, d'autres médicaments évalués dans cette étude peuvent s'avérer prometteurs pour une utilisation clinique dans un proche avenir.

*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 / les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.