chimiotherapie antivirale

1. Chimiothérapie antivirale

2. Le plan
I. Introduction
II. Cibles des antiviraux
III. Les différentes classes d’antiviraux
1. Les inhibiteurs de la pénétration
2. Inhibiteurs de la décapsidation
3. Inhibiteurs d’Integrase
4. Les inhibiteurs de la réplication
A. Les analogues du substrat de l’enzyme
• les analogues des nucléosides
• les analogues des nucléotides
B. Les inhibiteurs non nucléosidiques
C. les Analogues de pyrophosphate
5. Les inhibiteurs de la maturation
6. Les inhibiteurs de la libération
IV. méthodes d’étude de la sensibilité aux antiviraux
• Méthodes phénotypiques
• Méthodes génotypiques
V. limites de la chimiothérapie antivirales

3. Introduction:
• Alors que nous disposons vis-à-vis des infections
bactériennes d’une gamme étendue d’antibiotiques, nos
moyens de lutte contre les infections virales se sont limités
pendant longtemps à quelques molécules souvent toxiques et
aux indications très limitées. Plusieurs raisons peuvent
expliquer cette situation :
 Parasitisme et réplication intracellulaire obligatoire des virus
 la diversité des mécanismes de réplication des virus à ADN et
à ARN qui exige des molécules antivirales adaptées
quasiment à chaque infection virale ;
 Enfin, l’existence de vaccins dans un bon nombre
d’infections virales qui a ralenti le développement des
traitements antiviraux.

4. Introduction:
• L’émergence d’infections virales persistantes et mortelles telle
que le sida et l’hépatite C a été à l’origine de la relance des
recherches sur le développement de nouvelles molécules et
de nouveaux concepts en thérapie antivirale. La stratégie
consistant à cibler les enzymes virales spécifiques a abouti à
des traitements anti-VIH très efficaces, aussi l’utilisation
d’associations médicamenteuses a permis d’obtenir de bons
résultats (trithérapie)

5. I. Introduction
II. Cibles des antiviraux
III. Les différentes classes d’antiviraux
1. Les inhibiteurs de la pénétration
2. Inhibiteurs de la décapsidation
3. Inhibiteurs d’integrase
4. Les inhibiteurs de la réplication
A. Les analogues du substrat de l’enzyme
• les analogues des nucléosides
• les analogues des nucléotides
B. Les inhibiteurs non nucléosidiques
C. les Analogues de pyrophosphate
5. Les inhibiteurs de la maturation
6. Les inhibiteurs de la libération
IV. méthodes d’étude de la sensibilité aux antiviraux
• Méthodes phénotypiques
• Méthodes génotypiques
V. limites de la chimiothérapie antivirales

6. Cibles potentielles des
antiviraux
• Aujourd’hui, nous ne disposons d’aucune molécule virucide administrable
par voie générale. En effet, les produits virucides altèrent aussi bien les
structures cellulaires que les structures virales. Les molécules utilisables in
vivo sont actives uniquement sur des virus en phase de multiplication et
sont, par définition, virostatiques
• • l’attachement du virus sur des récepteurs de la membrane cellulaire ;
• • la pénétration du virus à l’intérieur de la cellule cible par endocytose ou
fusion ;
• • la décapsidation et la libération du génome viral ;
• • la réplication qui compte trois phases :
• la transcription et la traduction des protéines virales précoces de
régulation,
• la synthèse des acides nucléiques viraux,
• puis la transcription et la traduction des protéines virales tardives de
structure.
• La liberation des virions

7. Cibles potentielles des antiviraux
Fixation
Pénétration
Maturation-
assemblage
Transcription
Décapsidation
Libération
Réplication

8. I. Introduction
II. Cibles des antiviraux
III. Les différentes classes d’antiviraux
1. Les inhibiteurs de la pénétration
2. Inhibiteurs de la décapsidation
3. Inhibiteurs d’integrase
4. Les inhibiteurs de la réplication
A. Les analogues du substrat de l’enzyme
• les analogues des nucléosides
• les analogues des nucléotides
B. Les inhibiteurs non nucléosidiques
C. les Analogues de pyrophosphate
5. Les inhibiteurs de la maturation
6. Les inhibiteurs de la libération
IV. méthodes d’étude de la sensibilité aux antiviraux
• Méthodes phénotypiques
• Méthodes génotypiques
V. limites de la chimiothérapie antivirales

9. . L’entrée du VIH dans les lymphocytes CD4+ se fait grâce à la
glycoprotéine d’enveloppe du virus, la gp160, constituée de deux sous-
unités : la gp120 et la gp41, et peut se décomposer en trois étapes
1. Liaison de la gp120 au récepteur CD4 situé à la surface de la cellule
2. Modification conformationnelle de la gp120 qui se fixe alors à un
corécepteur, qui est un récepteur de chimiokines : CCR5 ou CXCR4.
On distingue actuellement trois classes thérapeutiques d’inhibiteurs
d’entrée du VIH :
• CD4 soluble
• les antagonistes du CCR5
• les inhibiteurs de fusion T20
Les inhibiteurs de la
pénétration

10. Classes
d’antiretroviraux
Inhibiteurs de la fixation
Inhibiteurs de fusion
Antagonistes du CCR5
Libération du génome viral dans
la cellule hôte

11. CD4 soluble
CD4 recombinant soluble : se fixe sur la gp120 du VIH-1 bloquant l’interaction
avec les récepteurs cellulaires.

12. les antagonistes du CCR5

13. Maraviroc : mode d’action
• inhibiteur du co-recepteur CCR5,en se liant au CCR5 humain
empêchant ainsi le virus à tropisme CCR5 de pénétrer dans les
cellules. Pas d’action sur les virus à tropisme CXCR4.
Site de liaison du
gp120 sur le CCR5
Récepteur
libre
gp120
Haute affinité
MVC (•)
lié au
CCR5
Très faible
affinité
Site de liaison
bloqué par MVC
Blocage
entrée du virus
77

14. Les interactions complexes du VIH
Virus-cell
fusion
gp41
gp120
V3 loop
CD4
binding
CD4
Cell
membrane
Coreceptor
binding
CCR5/CXCR4
(R5/X4)

15. Classes
d’antiretroviraux

16. Inhibiteurs de fusion
Exemple de l'enfuvirtide :T20
La fusion, une étape
indispensable pour la
plupart des virus
enveloppés

17. Inhibiteurs de fusion
Exemple de l‘Enfuvirtide :T20
1. Le T20 Est un peptide synthétique qui, en se liant à gp 41du VIH,
empêche le changement de conformation requis pour la fusion de
l'enveloppe avec la membrane de la cellule. Il inhibe ainsi l'entré du HIV
dans les cellules hôtes

18. I. Introduction
II. Cibles des antiviraux
III. Les différentes classes d’antiviraux
1. Les inhibiteurs de la pénétration
2. Inhibiteurs de la décapsidation
3. Inhibiteurs d’integrase
4. Les inhibiteurs de la réplication
A. Les analogues du substrat de l’enzyme
• les analogues des nucléosides
• les analogues des nucléotides
B. Les inhibiteurs non nucléosidiques
C. les Analogues de pyrophosphate
5. Les inhibiteurs de la maturation
6. Les inhibiteurs de la libération
IV. méthodes d’étude de la sensibilité aux antiviraux
• Méthodes phénotypiques
• Méthodes génotypiques
V. limites de la chimiothérapie antivirales

19. Amantadine a été le premier antiviral utilisé contre la grippe. Elle est surtout
prescrite dans le traitement préventif de la grippe A .
Cette molécule inhibe la protéine M2 présente uniquement chez les virus
grippaux A, d’où son inactivité sur les virus grippaux B.
La protéine M2 est insérée dans l’enveloppe virale et possède une activité de
canal ionique. Le virus pénètre dans la cellule cible par endocytose.
La protéine M2, par son activité de canal à protons, acidifie le contenu de la
particule virale et permet la dissociation des ARN viraux de la matrice. Ceux-ci
migrent alors vers le noyau où ils sont transcrits et répliqués.
Amantadine, en inhibant la protéine M2, inhibe la libération du génome viral
2. Inhibiteurs de la décapsidation : Amantadine et rimantadine

20. VIRUS DELA GRIPPE DECAPSIDATION
Pompe à proton (H+)

23. I. Introduction
II. Cibles des antiviraux
III. Les différentes classes d’antiviraux
1. Les inhibiteurs de la pénétration
2. Inhibiteurs de la décapsidation
3. Inhibiteurs d’Integrase
4. Les inhibiteurs de la réplication
A. Les analogues du substrat de l’enzyme
• les analogues des nucléosides
• les analogues des nucléotides
B. Les inhibiteurs non nucléosidiques
C. les Analogues de pyrophosphate
5. Les inhibiteurs de la maturation
6. Les inhibiteurs de la libération
IV. méthodes d’étude de la sensibilité aux antiviraux
• Méthodes phénotypiques
• Méthodes génotypiques
V. limites de la chimiothérapie antivirales

24. Les inhibiteurs d’integrase:
• Les anti-intégrases agissent en bloquant l’activité de
l’intégrase, enzyme virale permettant l’insertion de l’ADN
viral dans le chromosome de la cellule hôte infectée,
étape indispensable à la poursuite de la réplication virale.

25. Les inhibiteurs d’integrase:
• .

26. I. Introduction
II. Cibles des antiviraux
III. Les différentes classes d’antiviraux
1. Les inhibiteurs de la pénétration
2. Inhibiteurs de la décapsidation
3. Inhibiteurs d’Integrase
4. Les inhibiteurs de la réplication
A. Les analogues du substrat de l’enzyme
• les analogues des nucléosides
• les analogues des nucléotides
B. Les inhibiteurs non nucléosidiques
C. les Analogues de pyrophosphate
5. Les inhibiteurs de la maturation
6. Les inhibiteurs de la libération
IV. méthodes d’étude de la sensibilité aux antiviraux
• Méthodes phénotypiques
• Méthodes génotypiques
V. limites de la chimiothérapie antivirales

27. Analogues nucléosidiques et
nucléotidiques
• On différencie les molécules qui doivent être triphosphorylées
(analogues nucléosidiques) de celles qui possèdent déjà un
groupement phosphate et qui ne requièrent que deux
phosphorylations (analogues nucléotidiques).
• Elles entrent en compétition avec les nucléosides naturels
pour être incorporés dans l’ADN viral en synthèse, mais, étant
dépourvues de groupement hydroxyle en 3 , entraînent l’arrêt
prématuré de l’élongation

28. Rappel: nucléoside-nucléotide
Un nucléoside correspond à un sucre+une base.
Il est phosphorylé en nucléotide par des kinases au niveau du cytoplasme
base.
sucre

29. Les différentes classes
d'inhibiteurs nucléosidiques
Analogue nucleosidique par substitution du sucre.+++++
Analogue nucleosidique par substitution de la base.

30. Modes d’action :
Les analogues de nucléosides vont perturber la réplication
par deux mécanismes :
• L’inhibition compétitive
• Terminaison de la chaîne

31. Mécanisme d ’action des analogues
nucléos(t)idiques
Brin d’ADN
P
P
OH
P
OH
Nucléotide naturel
P
P
Brin d’ADN
P B
x
P Bx+1
P Bx+3
OH
P
P
P Bx+2
Terminaison
B
x
Bx+1
Bx+2
Compétition
P
P
P
Analogue nucléosidique
triphosphorylé
Bx+2

33. Exemples d'analogues nucléosidiques
Valaciclovir Valganciclovir Zidovudine
Valopicitabine
Lamivudine Entecavir
G
C

34. Aciclovir: spécificité

35. Aciclovir : mécanismes d'action
Spécificité
G

36. les analogues des nucléotides :
• Adéfovir (analogue de l’adénosine) VIH+VHB
• Ténofovir (analogue de l’adénosine) VIH+VHB
• Cidofovir (analogue de la cytosine) CMV

37.  Adéfovir : inhibiteur compétitif de la RT agissant aussi
en stoppant l’élongation de la chaîne nucléotidique, actif
sur les herpès virus.
 Ténofovir : utilisé (sous forme de pro drogue) comme
inhibiteur de RT du VIH (moins toxique sur les
mitochondries que d’autres analogues nucléosidiques,
est également actif contre l’hépatite B.
 Cidofovir : Contrairement aux dérivés de l’ACV, son
action serait plus prolongée (jusqu’à 7 jours au lieu de
quelques heures

38. Exemples d'analogues nucléotidiques
(phosphonates)
C

39. Adéfovir : la voie des phosphonates
A

40. I. Introduction
II. Cibles des antiviraux
III. Les différentes classes d’antiviraux
1. Les inhibiteurs de la pénétration
2. Inhibiteurs de la décapsidation
3. Inhibiteurs d’integrase
4. Les inhibiteurs de la réplication
A. Les analogues du substrat de l’enzyme
• les analogues des nucléosides
• les analogues des nucléotides
B. Les inhibiteurs non nucléosidiques
C. les Analogues de pyrophosphate
5. Les inhibiteurs de la maturation
6. Les inhibiteurs de la libération
IV. méthodes d’étude de la sensibilité aux antiviraux
• Méthodes phénotypiques
• Méthodes génotypiques
V. limites de la chimiothérapie antivirales

41. Les analogues non nucléosidiques de la RT (1)
• agissent de manière non compétitive sur la RT.
• Les inhibiteurs non nucléosidiques de la transcriptase
inverse (INNTI) sont des molécules qui se lient directement
à des acides aminés hydrophobes proches du site
catalytique de la RT sans transformation préalable.
• Ils agissent directement, sans phosphorylation préalable,
par inhibition non compétitive en se fixant sur une petite
poche hydrophobe située près du site actif de l’enzyme. Ce
sont des inhibiteurs sélectifs et puissant

42. Les analogues non nucléosidiques de la RT(2)
Pauwels, Current Opinion in Pharmacology 2004, 4:437–446

43. I. Introduction
II. Cibles des antiviraux
III. Les différentes classes d’antiviraux
1. Les inhibiteurs de la pénétration
2. Inhibiteurs de la décapsidation
3. Inhibiteurs d’integrase
4. Les inhibiteurs de la réplication
A. Les analogues du substrat de l’enzyme
• les analogues des nucléosides
• les analogues des nucléotides
B. Les inhibiteurs non nucléosidiques
C. les Analogues de pyrophosphate
5. Les inhibiteurs de la maturation
6. Les inhibiteurs de la libération
IV. méthodes d’étude de la sensibilité aux antiviraux
• Méthodes phénotypiques
• Méthodes génotypiques
V. limites de la chimiothérapie antivirales

44. les Analogues de pyrophosphate :
• Foscarnet : acide phosphonoformique
• analogue de pyrophosphate, inhibant l’ADN polymérase
du CMV, sans être métabolisé dans la cellule.
• il forme un complexe avec l’ADN polymérase au site de
fixation du pyrophosphate empêchant ainsi la séparation
entre pyrophosphate et nucléoside triphosphate et
inhibant l’extension.
• . Il inhibe directement l’ADN polymérase des
Herpesviridae en se fixant sur le site catalytique et bloque
ainsi la libération des molécules de pyrophosphate

45. I. Introduction
II. Cibles des antiviraux
III. Les différentes classes d’antiviraux
1. Les inhibiteurs de la pénétration
2. Inhibiteurs de la décapsidation
3. Inhibiteurs d’integrase
4. Les inhibiteurs de la réplication
A. Les analogues du substrat de l’enzyme
• les analogues des nucléosides
• les analogues des nucléotides
B. Les inhibiteurs non nucléosidiques
C. les Analogues de pyrophosphate
5. Les inhibiteurs de la maturation
6. Les inhibiteurs de la libération
IV. méthodes d’étude de la sensibilité aux antiviraux
• Méthodes phénotypiques
• Méthodes génotypiques
V. limites de la chimiothérapie antivirales

46. Les inhibiteurs de la protéase:
• La protéase du HIV à pour rôle de cliver des précurseurs
protéiques pour générer des protéines actives ; sans ce clivage
les particules virales produites ne sont pas infectieuses.
• Les inhibiteurs de la protéase (les IP) sont des peptides de
synthèse qui se logent dans le site actif de l’enzyme (protéase
du VIH), et bloque son activité.
• Il se lient compétitivement sur le site actif de la protéase et
inhibent ainsi l’assemblage des néovirions dans la cellule
infectée. L’inhibition de cette étape aboutit à la production de
virions défectifs qui sont alors incapables d’infecter de
nouvelles cellules.
• Saquinavir, Indinavir,Nelfinavir,Ritonavir,Lopinavir

47. HIV : antiprotéases

48. I. Introduction
II. Cibles des antiviraux
III. Les différentes classes d’antiviraux
1. Les inhibiteurs de la pénétration
2. Inhibiteurs de la décapsidation
3. Inhibiteurs d’integrase
4. Les inhibiteurs de la réplication
A. Les analogues du substrat de l’enzyme
• les analogues des nucléosides
• les analogues des nucléotides
B. Les inhibiteurs non nucléosidiques
C. les Analogues de pyrophosphate
5. Les inhibiteurs de la maturation
6. Les inhibiteurs de la libération
IV. méthodes d’étude de la sensibilité aux antiviraux
• Méthodes phénotypiques
• Méthodes génotypiques
V. limites de la chimiothérapie antivirales

49. Virus de la grippe: Libération

50. Action des inhibiteurs de neuraminidase
Moscona NEJM 353;13 september 29, 2005

52. I. Introduction
II. Cibles des antiviraux
III. Les différentes classes d’antiviraux
1. Les inhibiteurs de la pénétration
2. Inhibiteurs de la décapsidation
3. Inhibiteurs d’integrase
4. Les inhibiteurs de la réplication
A. Les analogues du substrat de l’enzyme
• les analogues des nucléosides
• les analogues des nucléotides
B. Les inhibiteurs non nucléosidiques
C. les Analogues de pyrophosphate
5. Les inhibiteurs de la maturation
6. Les inhibiteurs de la libération
IV. méthodes d’étude de la sensibilité aux antiviraux
• Méthodes phénotypiques
• Méthodes génotypiques
V. limites de la chimiothérapie antivirales

53. Méthodes phénotypiques :
1. Mesure in vitro de l’activité inhibitrice d’un antiviral :
• Calcul de la concentration inhibitrice CI50 pour l’herpes virus ou
CI90 pour l’HIV.
 Technique classique:Des cultures de cellules permissives sont
infectées par un inoculum viral de concentration connue en
présence de concentrations croissantes d’un antiviral.
 RVA: « Recombinant Virus Assay » la plus utilisée pour le VIH,
elle repose sur la production de virus recombinant à partir de l’ARN
plasmatique . Elle consiste, après extraction de l’ARN viral du
plasma, à amplifier par RT-PCR le gène de la RT et /ou de la
protéase puis à co-transfecter ou cloner ce fragment amplifié dans
des cellules eucaryotes réceptrices avec un plasmide (pHXB2)
contenant le génome du VIH délété des gènes testés. On obtient un
virus recombinant qui sera cultivé en présence d’ARV et dont on
déterminera la CI50 et CI 90

54. 0
20
40
60
80
100
0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
Détermination des CI50
50
Virus "sauvage" Virus résistant
Production Virale (%)
Concentration antiviral (µM)
Sauvage Résistant
Facteur de
résistance
0.05 1 20

55. Méthodes génotypiques :
Génotype de résistance :
• Détermination de la séquence nucléotidique
d’une région du génome viral impliquée dans
les mécanismes de résistance.
• Ex1 (VIH ): détermination de la séquence de la
polymérase virale (reverse transcriptase).
• Ex2 (VHB):gène de résistance à la lamivudine.

56. A B C D E
Domaines
178 336 680
TP Transcriptase inverse RNAse H
Spacer
Polymérase
1
83
2
75 163 200 230 247
91 189 210 241 257
SLGIHLNPNKTT LNFMGYVIGSW
SNLSWLSLDVSAAFYHI VLGFRKIPMGVGLSPFLLAQFTSAICS AFSYMDDVVLG
* * * * * * *
* * * * * * * * *
GGVFLVDKNPHN TTESRLVVDFS
25 36 37 47
G F
Lamivudine : rt V173L
rt M204V/I/S
rt L80V/I rt L180M
Résistance: identification des mutations associées à la
résistance
ADV :
rt A181T/V rt N236T
rt I233V
ETV :
rt S202G
rt T184S
rt M250L
rt I169T
+
LdT : rt M204I
rt L80V/I

57. I. Introduction
II. Cibles des antiviraux
III. Les différentes classes d’antiviraux
1. Les inhibiteurs de la pénétration
2. Inhibiteurs de la décapsidation
3. Inhibiteurs d’integrase
4. Les inhibiteurs de la réplication
A. Les analogues du substrat de l’enzyme
• les analogues des nucléosides
• les analogues des nucléotides
B. Les inhibiteurs non nucléosidiques
C. les Analogues de pyrophosphate
5. Les inhibiteurs de la maturation
6. Les inhibiteurs de la libération
IV. méthodes d’étude de la sensibilité aux antiviraux
• Méthodes phénotypiques
• Méthodes génotypiques
V. limites de la chimiothérapie antivirales

58. limites de la chimiothérapie
antivirales :
• Cytotoxicité :
• L’émergence de mutants résistants:
• La latence
• Spectre d’activité très étroit :

59. Conclusions
• Plus la variabilité virale est importante plus le risque de sélectionner
une souche résistante préexistante est grand.
• Plus la molécule est efficace plus le risque de résistance diminue.
• L'observance au traitement s'avère être un paramètre clé dans la
prévention de la résistance (tolérance, rythme des prises sont des
critères clés).
• La combinaison d'antiviraux peut se révéler indispensable pour des
virus ayant un niveau de réplication et un taux de mutations élevés.
Cette nécessité se révélera indispensable pour des traitements de
longue durée.
• L'utilisation irraisonnée de molécules antivirales conduit inexorablement
vers la sélection de virus résistants pouvant se révéler encore plus
néfastes que la souche initiale.