Les inhibiteurs d’entrée du virus de l’immunodéficience humaine (VIH) dans les cellules humaines représentent une nouvelle voie thérapeutique prometteuse. Leur développement est d’autant plus nécessaire que les antirétroviraux agissant aux niveaux de la transcriptase inverse et de la protéase virales ont des limites actuelles liées notamment à des phénomènes de résistance croisée intraclasse et d’effets indésirables à long terme (toxicité mitochondriale, insulinorésistance, dyslipidémies, syndromes lipodystrophiques). En terme d’efficacité, l’action au niveau de nouvelles cibles avec une absence prévisible de résistance croisée permet d’espérer un bénéfice supplémentaire en association avec les anti-rétroviraux des classes déjà disponibles. L’action précoce dans le cycle viral est susceptible d’empêcher l’infection de nouvelles cellules. Enfin l’absence de nécessité de pénétrer dans les cellules devrait limiter les risques de toxicité et d’interactions (métabolisme et autres traitements anti-rétroviraux).
L’entrée du VIH dans la cellule est la conséquence d’un processus complexe d’interactions entre VIH et surface cellulaire. Ce processus peut être divisé schématiquement en trois étapes :
- attachement de la protéine d’enveloppe gpl20 du VIH à la molécule CD4 situé à la surface de la cellule ;
- liaison de la gpl20 à un co-récepteur CCR5 ou CXCR4 ;
- fusion des membranes virales et cellulaires faisant intervenir la protéine d’enveloppe gp4l du VIH et permettant l’entrée du virus dans la cellule cible.
Les inhibiteurs d’entrée sont classés selon l’étape sur laquelle ils interférent.
Nous nous concentrerons dans cet article sur les composés en phase pré-clinique avancée ou ayant déjà donné lieu à une première évaluation humaine.
Inhibiteurs de l’a ttachement au CD4
CD4 soluble et PRO542
Dans la recherche d’inhibiteurs de l’interaction gpl20-CD4, les molécules monomériques recombinantes de CD4 soluble n’ont pas confirmé leur activité sur des isolats cliniques. En effet, si les souches virales adaptées aux lignées cellulaires en laboratoire sont typiquement sensibles à la neutralisation par les CD4 solubles, les isolats primaires nécessitent des concentrations plus de cent fois supérieures. Cette différence semble liée à l’affinité de liaison et à la structure tridimensionnelle de la gpl20. De plus la pharmacocinétique du CD4 soluble chez l’homme s’est révélée défavorable, avec une demi-vie plasmatique courte et des taux plasmatiques bas.
La protéine hybride PRO542 (CD4-IgG2) associe quatre copies de la région du CD4 se liant à la gp120 à la région constante d’IgG2 humaine. Deux études cliniques ont démontré qu’en perfusion hebdomadaire, à forte dose, cette protéine recombinante pouvait exercer une activité anti-rétrovirale. L’utilisation en clinique, en dehors d’une administration ponctuelle comme dans la prophylaxie postexposition ou locale comme microbicide vaginal, ne peut se concevoir que si l’on dispose au moins d’une formulation d’administration plus pratique (par exemple par voie sous-cutanée).
BMS-378806
Une nouvelle molécule de petite taille (BMS378806) se fie de façon compétitive et réversible à la gpl20. In vitro il existe des isolats viraux résistants à ce composé soit d’emblée soit après plusieurs passages en sa présence. Le BMS-378806 administrable par voie orale, devrait prochainement entrer en phase d’expérimentation humaine.
Inhibiteurs de la liaison aux co-recepteurs CCR5 ou CXCR4
Les deux récepteurs de chimiokines impliqués in vivo dans l’entrée du VIH-1 sont les corécepteurs CCR5 et CXCR4 : ils interagissent avec la gpl20 une fois qu’elle s’est fixée au CD4. Les souches de VIH-1 peuvent se lier soit au CCR5 (souches R5), soit au CXCR4 (souches X4) ou encore aux deux (souches R5X4). Les souches R5 sont majoritaires lors de la contamination et dans la phase chronique précoce de l’infection à VIH-1 alors que les souches X4 dominent chez environ la moitié des patients à un stade avancé. Les chimiokines qui sont les ligands naturels de CCR5 (MIP-1a, MIP-1b, RANTES) ou de CXCR4 (SDF-1) peuvent bloquer l’infection par le VIH-1 par différents mécanismes, principalement par gêne stérique et en provoquant l’endocytose du récepteur.
Inhibiteurs du CCR5
Chimiokines modifiées
Un puissant effet inhibiteur de la réplication du VIH-1 a été démontré in vitro avec certaines chimiokines modifiées (AOPRANTES, NNY-RANTES, 9-68 RANTES, 3-68 RANTES, Met RANTES) cependant, un certain nombre de problèmes de pharmacocinétique, d’interférence avec la physiologie et de coût de production rend leur développement clinique très incertain.
De plus, une étude avec un modèle de souris SCID-hu (souris ayant un déficit génétique severe combined immunodeficiency entraînant l’absence de lymphocytes T et B matures et ayant reçu l’injection de cellules lymphoïdes humaines) qui évaluait deux analogues de chimiokines ligands du CCR5 (AOP-RANTES et NNY-RANTES), a montré dans un sous-groupe de souris traitées par NNY-RANTES la sélection rapide de virus porteurs de mutations dans la boucle V3 de la gpl20. Ces variants étaient capables d’utiliser le CXCR4.
PRO 140
Le composé PRO 140 est un anticorps monoclonal murin dirigé contre le CCR5. De faibles concentrations de PRO 140 inhibent l’infection de cellules mononucléées sanguines par des souches R5. L’utilisation de ce composé dans un modèle de souris SCID-hu a permis de démontrer son activité de réduction de la charge virale VIH-1.
Petites molécules inhibitrices du CCR5 (SCH-C, SCH-D)
Des données récentes acquises sur les corécepteurs CCR5 confortent l’idée qu’ils peuvent être une cible potentielle en thérapie antirétrovirale. Les personnes porteuses d’une délétion A-32 à l’état homozygote ne sont pas infectables par des souches R5. La densité de CCRS à la surface des lymphocytes circulants paraît être un élément déterminant du niveau de charge virale plasmatique chez des patients asymptomatiques non traités.
Le composé SCH-C (SCH 351125) est la première petite molécule inhibitrice de la liaison au co-récepteur CCR5 ayant donné lieu à une évaluation clinique après avoir démontré in vitro et dans un modèle murin une activité vis-à-vis de souches R5.
Ce composé, administrable par voie orale, utilisé dans une première étude clinique évaluant avec des doses croissantes son efficacité, a permis d’obtenir à la première dose (25 mg 2 fois par jour), après 10 jours de traitement, une réduction de la charge virale de plus de 0,5 log chez dix patients sur 12. Ces premiers résultats prouvent l’efficacité de l’inhibition du CCR5 comme nouvelle stratégie thérapeutique antirétrovirale. Les études en cours doivent confirmer les données d’efficacité et de tolérance, un allongement de l’intervalle électrocardiographique QTc (à 600 mg en dose unique et à 400 mg en dose multiple) chez 1e volontaire non VIH+ ayant indiqué un risque de toxicité cardiaque.
L’autre composé, le SCH-D, a bénéficié d’une première évaluation de tolérance et de pharmacocinétique favorable et devrait, compte tenu des concentrations inhibitrices très basses, connaître également un développement clinique. L’usage d’inhibiteurs du co-récepteur CCR5 pose le problème des modalités d’une résistance acquise. In vitro, l’échappement au SCH-C peut se produire. Il n’est pas lié à la sélection de souches ayant un tropisme pour le deuxième co-récepteur potentiel (CXCR4), mais à des mutations en particulier dans la boucle V3 de la gpl20 qui aboutissent à des isolats utilisant de façon plus efficace de faibles taux de CCR5.
Inhibiteurs du CXCR4
Parmi les inhibiteurs du CXCR4, la première évaluation d’efficacité et de tolérance du composé AMD-3100 n’a pas permis d’ envisager de développement ultérieur du fait du manque d’activité antivirale et des effets indésirables. Cependant, ce composé a pu permettre, à forte dose, une réduction de la charge virale chez des patients porteurs de virus X4.
Les conséquences chez l’être humain du blocage des récepteurs de chimiokines CCR5 et CXCR4 doivent être évaluées, notamment dans le cas du CXCR4 dont le déficit est susceptible d’être associé à différentes pathologies.
Inhibiteurs de fusion
La glycoprotéine virale gp4l, responsable de la fusion, est l’objet de modifications conformationnelles durant lesquelles des molécules antivirales peuvent agir sur les intermédiaires structuraux.
Les peptides T-20 et T-1249 ayant une séquence d’acides aminés identique ou très similaire à des régions de la portion HR-2 de la molécule gp4l sont capables d’inhiber la fusion en se liant à des régions de HR-1 de la gp4l. Ces molécules sont en développement clinique alors que d’autres, pour l’instant, étaient seulement évaluées in vitro.
T-20
L’inhibiteur de fusion T-20, ou Enfuvirtide, est l’inhibiteur d’entrée ayant le développement clinique le plus avancé et devrait être commercialisé sous le nom de Fuzeron®. Le T-20 est un peptide synthétique de 36 acides aminés ; sa production comporte de nombreuses étapes de synthèse. Il est actif sur des souches VIH-1 résistantes aux anti-rétroviraux des autres classes. Les associations du T-20 à d’autres anti-rétroviraux ont des effets additifs ou synergiques. Les études in vitro et les études précoces in vivo en monothérapie ont révélé l’émergence de substitutions dans la région 36-44 de la gp4l associées à une moindre sensibilité au T-20. Après administration intraveineuse ou sous-cutanée, la demi-vie plasmatique du T-20, proche de deux heures, impose une administration sous-cutanée biquotidienne.
Les premières évaluations en monothérapie ont démontré le potentiel anti-rétroviral de ce peptide. Les réactions au site d’injection sous-cutanée constituent l’effet indésirable principal constaté chez environ deux tiers des patients.
Deux essais de phase III en association avec d’autres anti-rétroviraux précisent son intérêt chez des patients prétraités en échec thérapeutique. Ainsi la Conférence internationale de Barcelone en juillet 2002 aura été marquée par la première présentation officielle des résultats à 24 semaines des deux essais pivots du T-20, TORO 1 et TORO 2. L’acronyme TORO (pour T-20 versus Optimized Regimen Only), quelque peu piquant en terre ibérique, souligne le design similaire de ces deux essais.
Ces deux études randomisées qui s’adressent à des patients lourdement prétraités, comparent l’effet de la meilleure association anti- rétrovirale disponible seule (« traitement optimisé (T.O.) ») à l’effet de la meilleure association disponible complétée de deux injections sous-cutanées quotidiennes de 90 mg de T-20 (« T.O. + T-20 »). Parmi les critères d’inclusion, tous les patients devaient avoir déjà reçu au moins un anti-rétroviral des trois classes (analogues nucléosidiques, non nucléosidiques et inhibiteurs de la protéase) ou présenter une résistance virale documentée.
Au total, 491 patients ont été inclus en Amérique du Nord et au Brésil pour TORO 1, et 504 patients en Europe et Australie pour TORO 2. Les caractéristiques à l’inclusion des patients des deux essais étaient proches : médiane de charge virale de 5,2 log pour TORO 1 et 5,1 log pour TORO 2 ; médiane de CD4 de 80 / mm 3 pour TORO 1 et 98 / mm3 pour TORO 2. Les scores de sensibilité génotypique et phénotypique (nombre d’anti-rétroviraux encore théoriquement actifs dans la combinaison optimisée) étaient respectivement de 1,7 et 1,9 pour TORO 1 et 1,4 et 1,6 pour TORO 2.
Les résultats virologiques et immunologiques à 24 semaines comportent des différences hautement significatives entre T.O. et T.O. + T-20 dans les deux essais (voir tableau page suivante). En particulier le « bénéfice » lié au T-20 en réduction de charge virale à 24 semaines (S24) se situe à 0,93 log dans TORO 1 et 0,68 log dans TORO 2 par rapport au seul « traitement optimisé ».
Ces résultats à 24 semaines prouvent déjà l’intérêt potentiel de cet anti-rétroviral chez des patients prétraités. Une première analyse complémentaire portant sur les réponses selon les caractéristiques initiales des patients de TORO 1 indique que le bénéfice en terme de réduction de la charge virale est similaire quels que soient la charge virale ou le nombre de CD4 avant traitement. Les réactions au site d’injection du T20 ont été constatées chez 98 % des patients avec une nécessité d’antalgique ou de réduction d’ activité chez 10 % d’entre eux, mais seulement 3 % d’arrêt du T-20 du fait de ces réactions locales. Ce faible taux d’arrêt doit être resitué dans un contexte d’essai thérapeutique avec des patients très motivés. Une enquête sur la perception de ces injections dans TORO 1 et 2 indique que seulement 8 % et 3 % des patients considéraient l’auto-injection comme difficile ou très difficile et que le retentissement sur la vie courante était faible.
En terme de pharmacocinétique du T-20 selon trois sites d’injection (abdomen, cuisse et bras), l’absorption comparable dans ces trois régions du corps, même si elle est un peu meilleure dans le bras, permet d’ envisager la possibilité d’une rotation des sites d’injection.
L’administration sous-cutanée de T-20 chez 24 enfants à la posologie de 2 mg / kg deux fois par jour a permis d’obtenir une exposition similaire à celle de l’adulte à 90 mg deux fois par jour.
Les modalités d’acquisition de résistance au T-20 constituent une question essentielle. Si des mutations de résistance sont rares avant traitement, les conditions de leur apparition sous traitement et leur impact sur l’évolution en tenant compte d’une modification de la capacité réplicative sont encore imprécises.
T-1249
Le T-1249 est un autre peptide synthétique développé par Triméris et Roche. Ce peptide de 39 acides aminés est actif in vitro sur un grand nombre de souches VIH-1, VIH-2 et SIV ainsi que sur des souches résistantes au T-20. Dans l’étude T1249-101, il a été administré en monothérapie à plusieurs groupes de patients recevant différentes doses pendant 14 jours (une injection souscutanée par jour). La réduction médiane de la charge virale est dose-dépendante allant de -0,29 log pour 6,25 mg de T-1249 à -1,96 log pour 200 mg par jour. Le principal effet indésirable constaté est représenté par les réactions aux points d’injection.
Outre une activité anti-rétrovirale au moins égale à celle du T-20, le T-1249 a pour avantages d’être actif sur des souches résistantes au T-20 et de ne nécessiter qu’une injection sous-cutanée par jour.
Conclusion
Les inhibiteurs d’entrée du VIH constituent un ensemble hétérogène. Ils se répartissent en plusieurs classes définies chacune par une modalité d’impact spécifique sur une des différentes étapes de ce processus complexe qu’est l’entrée du virus.
Parmi les difficultés rencontrées dans le développement des inhibiteurs d’entrée, on peut citer, selon les molécules, la variabilité de la cible, les difficultés de production, une pharmacocinétique peu favorable (administration parentérale, demi-vie courte), la possibilité d’une antigénicité, un risque de retentissement sur les fonctions physiologiques cellulaires.
L’évaluation de l’efficacité des inhibiteurs d’entrée du VIH devra faire appel à des techniques nouvelles de monitorage de leurs effets et d’évaluation de la résistance. Les risques de résistance en monothérapie et les synergies attendues avec les autres anti-rétroviraux amènent à envisager l’usage de ces nouvelles substances dans le cadre de nouvelles associations thérapeutiques.