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Hépatite C
Virus & Marqueurs
Stéphane Chevaliez

Centre National de Référence
des Hépatites Virales B, C et delta
Laborato...
Hépatite C : virus et marqueurs

Virus de l’Hépatite C
• Découvert par Houghton en 1989

• 1ère cause d’hépatite chronique...
Hépatite C : virus et marqueurs

Virus de l’Hépatite C
• Famille : Flaviviridae
• Genre : Hepacivirus

Phylogénie de la ré...
Hépatite C : virus et marqueurs

Virus de l’Hépatite C
• Famille : Flaviviridae
• Genre : Hepacivirus
• Hôte naturel : Hom...
Hépatite C : virus et marqueurs

Organisation Structurale

Catanese et al., Proc Natl Acad Sci U S A. 2013;110(23):9505-10...
Hépatite C : virus et marqueurs

Organisation Structurale

Lindenbach BD, Rice CM. Nat Rev Microbiol 2013;11:688-700; Cata...
Hépatite C : virus et marqueurs

Organisation Génomique des
Flaviviridae
0

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E2...
Hépatite C : virus et marqueurs

Organisation Génomique

Scheel TK, Rice CM. Nat Med. 2013;19(7):837-49.
Hépatite C : virus et marqueurs

Réseaux d’Interactions

Park et al, BMC Bioinformatics 2010, 11(Suppl 1): S23.
Hépatite C : virus et marqueurs

Protéine de Capside

Domaine d’interaction avec l’ARN viral

Boulant et al, J Virol 2005,...
VHC G1b
Piodi et al., Hepatology 2008, 48(1): 16-27.
Hépatite C : virus et marqueurs

Capside et Lipides

Bartenschalger et al., Trends Microbiol 2011 Feb;19(2):95-103.
Hépatite C : virus et marqueurs

Interaction entre la Capside et DGAT-1

*Diacylglycérol diacyltransférase-1

Herker et al...
Hépatite C : virus et marqueurs

Glycoprotéine E2
• Hétérodimère avec E1
• Régions hypervariables
– HVR1
– HVR2
– igVR
• R...
Hépatite C : virus et marqueurs

Étape Précoce : Entrée du VHC

Lindenbach BD, Rice CM. Nat Rev Microbiol 2013;11:688-700.
Hépatite C : virus et marqueurs

HVR1

Région HVR1 (27 amino-acides)

 80% de divergence nucléotidique entre génotypes
 ...
Hépatite C : virus et marqueurs

Transmission du VHC
Hépatite C : virus et marqueurs

Analyse Phylogénique
4a_ED43

Patient 7
Patient 4

Patient 8

1b_AWV2C33
1a_HCT18X5

HVR1...
Hépatite C : virus et marqueurs

Protéine p7
• Viroporine dont la
structure 3D a été
récemment déterminée par
ME
• Rôle(s)...
Hépatite C : virus et marqueurs

Rôle in vivo ?

Scheel TK, Rice CM. Nat Med. 2013;19(7):837-49.
Hépatite C : virus et marqueurs

Activité Antivirale du BIT225
• IC50 de 314 nM dans le modèle du BVDV
• Activité synergiq...
Hépatite C : virus et marqueurs

Activité Antivirale in vivo
• Phase II
- Patients VHC
- Patients VIH (inhibiteur de Vpu)
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Hépatite C : virus et marqueurs

Protéine NS2
• NS2 (région N-ter)
– Rôle dans l’organisation
de la formation des
nucléoca...
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Protéine NS3-4A

Raney et al., J Biol Chem 2010, 285(30): 22725-731.
Hépatite C : virus et marqueurs

Inhibition de la Production d’IFN par NS3

Rehermann B., J Clin Invest. 2009 Jul;119(7):1...
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Cycle Viral du VHC & Cibles des DAAs

Lange et al., EMBO Mol Med. 2013 Sep 16.
Hépatite C : virus et marqueurs

Caractéristiques des IP

Lange & Zeuzem., J Hepatol 2011;55(3):692-701.
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Protéase NS3

Raney et al., J Biol Chem 2010, 285(30): 22725-731.
Hépatite C : virus et marqueurs

Telaprevir
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Inhibiteurs de Protéase
Telaprevir

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First generation

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Approved

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Protéine NS5A
• Protéine essentielle à la formation des complexes
de réplication
• Phosph...
Hépatite C : virus et marqueurs

Cycle Viral du VHC & Cibles des DAAs

Lange et al., EMBO Mol Med. 2013 Sep 16.
Hépatite C : virus et marqueurs

Caractéristiques des IP

Lange & Zeuzem., J Hepatol 2011;55(3):692-701.
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Inhibiteurs de NS5A
Daclatasvir

Phase 3

First generation

Ledipasvir (GS-5885)

Phase 3...
Nouvelles Hépatite C : virus et marqueurs

Protéine NS5B: RdRp

Lesburg et al., Nat struct Biol 1999, 6: 937-943; Bressane...
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Réplication Virale

– Modèle du poliovirus
. Virus à ARN monocaténaire de
polarité positi...
Hépatite C : virus et marqueurs

Variabilité Génétique
• Erreurs au cours de la réplication
– Fréquentes
• 10-4-10-4 mutat...
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Diversification des Génotypes

Smith et al., Hepatology 2014;59(1):318-27.
Hépatite C : virus et marqueurs

Distribution des Génotypes

1a,

Adapted from Fang J., et al. J. Clin Liver Dis. 1997.
Hépatite C : virus et marqueurs

Distribution en Quasi-espèce

Domingo, E. Cell 1978, 13 (4):735-744.
Hépatite C : virus et marqueurs

Cibles des Molécules Antivirales
Site C (Palm)
(A-837093)
Mutants: 411, 414, 448

Site A ...
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Caractéristiques des IP

Lange & Zeuzem., J Hepatol 2011;55(3):692-701.
Hépatite C : virus et marqueurs

Inhibiteurs de NS5B
Sofosbuvir

Approved

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Partial clinical hold

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Deleobuvir

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Hépatite C : virus et marqueurs

Activité Antivirale du MK-0608
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MK-0608 at 1mg.kg-1 orally

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Hépatite C : virus et marqueurs

Activité Antivirale du Sofosbuvir
Population

Treatment groups

SVR12 rates (n/N)

NEUTRI...
Hépatite C : virus et marqueurs

Cycle Viral

Lindenbach and Rice, Nature (2005), 436: 933-938.
Quasi-espèces virales: exemple du VHC

"Membranous Web"

Paul et al., J Virol 2013;87(19):10612-27.
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Chevaliez s virus hcv+marqueurs2014

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Chevaliez s virus hcv+marqueurs2014

  1. 1. Hépatite C Virus & Marqueurs Stéphane Chevaliez Centre National de Référence des Hépatites Virales B, C et delta Laboratoire de Virologie & INSERM U955 Hôpital Henri Mondor Université Paris-Est Créteil
  2. 2. Hépatite C : virus et marqueurs Virus de l’Hépatite C • Découvert par Houghton en 1989 • 1ère cause d’hépatite chronique et de cirrhose en Europe et en Amérique du Nord • 1ère indication de transplantation hépatique dans les pays industrialisés Afdhal, NH. 2004; Sem Liv Dis, 24(Supp 2): 3-8.
  3. 3. Hépatite C : virus et marqueurs Virus de l’Hépatite C • Famille : Flaviviridae • Genre : Hepacivirus Phylogénie de la région codant la protéine NS5B Adapted from Simmonds et al., 1999; 2001.
  4. 4. Hépatite C : virus et marqueurs Virus de l’Hépatite C • Famille : Flaviviridae • Genre : Hepacivirus • Hôte naturel : Homme • Tropisme : Hépatocyte
  5. 5. Hépatite C : virus et marqueurs Organisation Structurale Catanese et al., Proc Natl Acad Sci U S A. 2013;110(23):9505-10.
  6. 6. Hépatite C : virus et marqueurs Organisation Structurale Lindenbach BD, Rice CM. Nat Rev Microbiol 2013;11:688-700; Catanese et al., Proc Natl Acad Sci U S A. 2013;110(23):9505-10.
  7. 7. Hépatite C : virus et marqueurs Organisation Génomique des Flaviviridae 0 1800 3600 5400 7200 9000 10800 C E1 E2 NS2 NS3 NS4B NS5A 4A 5’UTR p7 Hepatitis C virus NS5B 3’UTR Pestivirus NS2 NS3 4A E2 p7 C E0 E1 Npro 5’UTR NS4B NS5A NS5B 3’UTR 5’UTR Cap C prM Yellow fever virus E NS1 2A 2B NS3 NS4A 4B NS5 3’UTR
  8. 8. Hépatite C : virus et marqueurs Organisation Génomique Scheel TK, Rice CM. Nat Med. 2013;19(7):837-49.
  9. 9. Hépatite C : virus et marqueurs Réseaux d’Interactions Park et al, BMC Bioinformatics 2010, 11(Suppl 1): S23.
  10. 10. Hépatite C : virus et marqueurs Protéine de Capside Domaine d’interaction avec l’ARN viral Boulant et al, J Virol 2005, 79(17): 11353-11365. Domaine d’interaction avec LD
  11. 11. VHC G1b Piodi et al., Hepatology 2008, 48(1): 16-27.
  12. 12. Hépatite C : virus et marqueurs Capside et Lipides Bartenschalger et al., Trends Microbiol 2011 Feb;19(2):95-103.
  13. 13. Hépatite C : virus et marqueurs Interaction entre la Capside et DGAT-1 *Diacylglycérol diacyltransférase-1 Herker et al., Nat Med 2010, 16(11): 1295-1298.
  14. 14. Hépatite C : virus et marqueurs Glycoprotéine E2 • Hétérodimère avec E1 • Régions hypervariables – HVR1 – HVR2 – igVR • Rôles – HVR2 et igVR indispensables au “folding“ E1-E2 – Étapes précoces (interaction avec CD81, peptide de fusion) Krey et al., PLoS Pathog. 2010, 6(2): e1000762; McCaffrey et al., J Gen Virol 2011, 92: 112-121.
  15. 15. Hépatite C : virus et marqueurs Étape Précoce : Entrée du VHC Lindenbach BD, Rice CM. Nat Rev Microbiol 2013;11:688-700.
  16. 16. Hépatite C : virus et marqueurs HVR1 Région HVR1 (27 amino-acides)  80% de divergence nucléotidique entre génotypes  Epitope majeur de neutralisation Timm et al., World J Gastroenterol 2007; 13(36)4808-4817.
  17. 17. Hépatite C : virus et marqueurs Transmission du VHC
  18. 18. Hépatite C : virus et marqueurs Analyse Phylogénique 4a_ED43 Patient 7 Patient 4 Patient 8 1b_AWV2C33 1a_HCT18X5 HVR1 Région (81 nt) CLUSTALX DNADist (PHYLIP 3.5) Matrice de distance: Kimura 2-parameter (Ts/Tv=2) Neighbor-Joining Bootstraping : 1000 replicates NJPlot Patient 6 3a_CB 2a_Q2B 1a_HCT27X5 S1 (6/05) Patient 3 (01/05) S2 (6/05) S3 (6/05) S4 (6/05) Patient 3 (7/04) Patient 2 (9/04) Patient 2 (7/04) Patient 3 (9/05) 100 Patient 3 (7/05) S5 (7/05) 5a_SA13 Patient 1 (7/04) Surfaces inertes Séroconversion VHC Patients VHC chroniques Girou et al., Clin Infect Disease 2008, 47(5): 627-633. 2b_JFH1 6a_33 0.2 1b_HVR3812
  19. 19. Hépatite C : virus et marqueurs Protéine p7 • Viroporine dont la structure 3D a été récemment déterminée par ME • Rôle(s) in vivo ? • Cible thérapeutique potentielle Luik et al., Proc Natl Acad Sci 2009, 4;106(31): 12712-6; Griffin S, Proc Natl Acad Sci 2009, 106(31): 12567-68.
  20. 20. Hépatite C : virus et marqueurs Rôle in vivo ? Scheel TK, Rice CM. Nat Med. 2013;19(7):837-49.
  21. 21. Hépatite C : virus et marqueurs Activité Antivirale du BIT225 • IC50 de 314 nM dans le modèle du BVDV • Activité synergique Luscombe et al., Antiviral Res 2010 May;86(2):144-53.
  22. 22. Hépatite C : virus et marqueurs Activité Antivirale in vivo • Phase II - Patients VHC - Patients VIH (inhibiteur de Vpu) - Patients coinfectés • Activité antivirale chez les patients G1 naïfs de traitement - 200 à 400 mg en combinaison avec SOC pendant 4 semaines suivi de la bithérapie pendant 44 semaines - Réduction de l’ARN VHC . S4 : -4 Log (400 mg) vs -3 Log (groupe contrôle) . RVS : 100% (7/7) vs 75% (6/8) Tanwandee et al., AASLD 2012.
  23. 23. Hépatite C : virus et marqueurs Protéine NS2 • NS2 (région N-ter) – Rôle dans l’organisation de la formation des nucléocapsides • NS2pro (région C-ter) Jirasko et al., PLoS pathog 2010 Dec 16;6(12): e1001233; Ivo et al., Nature 2006, 442: 831-835.
  24. 24. Hépatite C : virus et marqueurs Protéine NS3-4A Raney et al., J Biol Chem 2010, 285(30): 22725-731.
  25. 25. Hépatite C : virus et marqueurs Inhibition de la Production d’IFN par NS3 Rehermann B., J Clin Invest. 2009 Jul;119(7):1745-54.
  26. 26. Hépatite C : virus et marqueurs Cycle Viral du VHC & Cibles des DAAs Lange et al., EMBO Mol Med. 2013 Sep 16.
  27. 27. Hépatite C : virus et marqueurs Caractéristiques des IP Lange & Zeuzem., J Hepatol 2011;55(3):692-701.
  28. 28. Hépatite C : virus et marqueurs Protéase NS3 Raney et al., J Biol Chem 2010, 285(30): 22725-731.
  29. 29. Hépatite C : virus et marqueurs Telaprevir Telaprevir Dosing 8 Patient 1018 6 4 LOD 2 0 1 Days Log10 HCV RNA (IU/mL) Log10 HCV RNA (IU/mL) 8 Telaprevir Dosing 14 HCV RNA (>100 IU/mL) Wild type T54A V36A/M Kieffer et al. Hepatology 2007;46:631-639. Patient 1002 6 4 LOD 2 0 1 R155K/T 36/155 A156V/T 36/156 Days 14
  30. 30. Hépatite C : virus et marqueurs Inhibiteurs de Protéase Telaprevir Approved First generation Boceprevir Approved First generation Simeprevir Approved* Second wave Faldaprevir (BI1335) Phase 3 Second wave Asunaprevir Phase 3 Second wave ABT450/r Phase 2 Second wave Sovaprevir Clinical hold Second wave GS-9451 Phase 2 Second wave IDX-320 Phase 2 Second wave Vaniprevir Phase 2 Second wave Danoprevir Phase 2 Second wave MK-5172 Phase 2 Second generation ACH-2684 Phase 2 Second generation *In US Pawlotsky JM., Seminars in Liver Diseases, in press.
  31. 31. Hépatite C : virus et marqueurs Protéine NS5A • Protéine essentielle à la formation des complexes de réplication • Phosphoprotéine régulée par PI4KIII alpha (enzyme localisé au niveau du RE) – P56 et p58 (forme hyperphosphoryléee) • Formée de 3 domaines • Cible d’inhibiteurs spécifiques Reiss et al., PLoS Pathog. 2013 May;9(5):e1003359.
  32. 32. Hépatite C : virus et marqueurs Cycle Viral du VHC & Cibles des DAAs Lange et al., EMBO Mol Med. 2013 Sep 16.
  33. 33. Hépatite C : virus et marqueurs Caractéristiques des IP Lange & Zeuzem., J Hepatol 2011;55(3):692-701.
  34. 34. Hépatite C : virus et marqueurs Inhibiteurs de NS5A Daclatasvir Phase 3 First generation Ledipasvir (GS-5885) Phase 3 First generation ABT-267 Phase 3 First generation ACH-2928 Phase 2 First generation PPI-668 Phase 2 First generation GSK 2336805 Phase 2 First generation BMS 824393 Phase 2 First generation Samatasvir Phase 2 First generation MK-8742 Phase 2 Second generation ACH-3102 Phase 2 Second generation GS-5816 Phase 2 Second generation Link et al,. J Med Chem. 2013 Dec 9; Degoey et al., J Med Chem. 2014 Jan 8; Pawlotsky et al., Seminars in Liver Disease, in press.
  35. 35. Nouvelles Hépatite C : virus et marqueurs Protéine NS5B: RdRp Lesburg et al., Nat struct Biol 1999, 6: 937-943; Bressanelli et al., Proc Natl Acad Sci USA 1999, 96: 13034-13039; Ago et al., Srructure Fold Des 1999, 7: 14171426.
  36. 36. Hépatite C : virus et marqueurs Réplication Virale – Modèle du poliovirus . Virus à ARN monocaténaire de polarité positive Réplication De Clercq., Nature Review Drug Discovery, 2007; 6: 1001-18
  37. 37. Hépatite C : virus et marqueurs Variabilité Génétique • Erreurs au cours de la réplication – Fréquentes • 10-4-10-4 mutations par nucléotide copié au cours de la réplication du VHC Spontanées – Au hasard – • Absence d’activité exonucléasique 3’⇒5’ ("proofreading") – Accumulation de mutations • A l’origine de : – La diversification des types et des sous-types – La distribution en quasi-espèces
  38. 38. Hépatite C : virus et marqueurs Diversification des Génotypes Smith et al., Hepatology 2014;59(1):318-27.
  39. 39. Hépatite C : virus et marqueurs Distribution des Génotypes 1a, Adapted from Fang J., et al. J. Clin Liver Dis. 1997.
  40. 40. Hépatite C : virus et marqueurs Distribution en Quasi-espèce Domingo, E. Cell 1978, 13 (4):735-744.
  41. 41. Hépatite C : virus et marqueurs Cibles des Molécules Antivirales Site C (Palm) (A-837093) Mutants: 411, 414, 448 Site A (Thumb/fingertips) (JTK-109) Mutants: 495, 496, 499 A B D C Site B (Thumb) HCV-371 Mutants: 419, 423, 482 E Site E (Finger, hypothetical) GS-9190 Mutants: 445,448,452 Site D (Palm) (HCV796) Mutants: 316 Copyright © 2006 Merck & Co., Inc., Whitehouse Station, New Jersey, USA Site Actif (R7128) Mutants: 282
  42. 42. Hépatite C : virus et marqueurs Caractéristiques des IP Lange & Zeuzem., J Hepatol 2011;55(3):692-701.
  43. 43. Hépatite C : virus et marqueurs Inhibiteurs de NS5B Sofosbuvir Approved Nuc Partial clinical hold Nuc Deleobuvir Phase 2 NNuc BMS-791325 Phase 2 NNuc TMC-647055 Phase 2 NNuc Lomibuvir Phase 2 NNuc GS-9669 Phase 2 NNuc ABT-333 Phase 3 NNuc ABT-072 Phase 2 NNuc Setrobuvir Phase 2 NNuc VX-135 Pawlotsky et al., Seminars in Liver Disease, in press.
  44. 44. Hépatite C : virus et marqueurs Activité Antivirale du MK-0608 wt S282 wt S282R/T/I MK-0608 at 1mg.kg-1 orally HCV RNA (Log IU/mL) 7 6 5 4 3 - 4,6 2 1 0 TMA + + + + -15 -10 -5 0 5 - - - - - - - - + - 4,1 + LOQ (20 IU/mL) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 Days
  45. 45. Hépatite C : virus et marqueurs Activité Antivirale du Sofosbuvir Population Treatment groups SVR12 rates (n/N) NEUTRINO1 G1/4/5/6 Treatment-naive SOF+RBV+P/R 12 wks 90% (295/327) FISSION G2/3 Treatment-naive SOF+RBV 12 wks pegIFN+RBV 24 wks 67% (170/253) 67% (162/243) G2/3 IFN intolerant, ineligible, unwilling SOF+RBV 12 wks Placebo 78% (161/207) 0% (0/71) G2/3 Treatmentexperienced SOF+RBV 12 wks SOF+RBV 16 wks 50% (50/100) 73% (69/95) POSITRON FUSION - 28 patients relapsed and no S282T amino acid substitution was found in any relapsers by deep-sequencing1 Lawitz et al., N Engl J Med 2013;368(20):1878-87; Jacobson et al., EASL 2013, Abstract 61; Nelson et al., EASL 2013 Abstract 6.
  46. 46. Hépatite C : virus et marqueurs Cycle Viral Lindenbach and Rice, Nature (2005), 436: 933-938.
  47. 47. Quasi-espèces virales: exemple du VHC "Membranous Web" Paul et al., J Virol 2013;87(19):10612-27.

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