TRAITEMENTS ANTI-VIRAUX

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1 UE de l Agent Infectieux à l Hôte Avril 2015 TRAITEMENTS ANTI-VIRAUX Dr Isabelle GARRIGUE UMR CNRS MFP Microbiologie Fondamentale et Pathogénicité isabelle.garrigue@chu-bordeaux.fr

2 La lutte antivirale Mesures préventives - mesures d hygiène universelles - vaccination (depuis 1796 : antivariolique) - injection d anticorps - antiseptiques (tissu vivant) et désinfectants (support inerte) virucides ont pour cibles : enveloppe, capside, génome viral action par contact direct sur peau, matériel, surfaces ex : javel, alcools, chlorhexidine - antiviraux (AES, transplantation d organe ) Mesures curatives (après contamination ou infection en cours) - injection d anticorps - vaccination (ex : VZV, rage) - antiviraux (1960) : ne sont pas virucides actifs seulement sur virus en phase de multiplication

3 Whittaker et al. Annu. Rev. Cell Dev. Biol les virus ne peuvent pas se multiplier seuls introduction du génome V dans une cellule multiplication virale grâce à la machinerie cellulaire interactions cellule hôte - virus +++ la multiplication intracellulaire constitue un frein au développement des anti-viraux pour comprendre le mode d action des anti-viraux : connaître le cycle de multiplication V dans la cellule

4 Cibles de la chimiothérapie antivirale : les 6 étapes de la multiplication virale 1- Attachement 2- Pénétration 3- Décapsidation 4- Réplication Enzymes virales : polymérase, RT, intégrase 5- Maturation virale 6- Libération

5 Limites de la chimiothérapie antivirale 1 - Non VIRUCIDE ( des antiseptiques et désinfectants) active sur virus en phase de multiplication absence d éradication des virus en phase de latence 2 - Toxicité / Effets secondaires développement difficile - interférences avec métabolisme cellulaire - interactions avec d autres médicaments 3 - Variabilité génétique des virus : émergence de mutants résistant échapp t thérapeutique 4 - Coût élevé (génériques, PED +++,)

6 Traitements anti-viraux 1. Traitement anti-viral et résistance 2. Molécules anti-herpétiques 3. Molécules anti-vih 4. Molécules anti-vhc 5. Molécules anti-vhb 6. Molécules anti-grippales Abréviations ARV = antirétroviral ATV = antiviral INNTI = inhibiteurs non nucléosidiques de la TI INTI = inhibiteurs nucléosidiques de la TI IP = inhibiteur de protéase INI = inhibiteur de l intégrase R = résistance RT = rétrotranscriptase = TI = transcriptase inverse ttt = traitement

7 1 - Résistance aux Antiviraux

8 Résistance aux Antiviraux Définition La résistance est due à la présence de mutations sur le génome viral. Ces mutations réduisent la sensibilité du virus par rapport à celle observée pour un virus sauvage.

9 Emergence d une souche résistante Avant traitement Traitement Blocage du cycle viral des souches sensibles Après traitement Prédominance de la souche sauvage Prédominance de la souche résistante Souche sauvage Souches mutantes Sélection des souches résistantes à ce traitement Réplication virale => Mutations +/- favorables Sélection Pr S. Alain

10 Résistance aux anti-viraux (ATV) L apparition de mutations est favorisée par : - taux d erreur de l enzyme virale : la polymérase virus à ARN +++ ex VIH : 1 erreur/ nucléotides - réplication intense ex VIH : particules/jour - réplication prolongée : infection chronique ou récidivante - pression immune et/ou thérapeutique: sélectionne mutants R - doses sous-optimales d ATV Mutations répertoriées par des comités experts interprétation (mutation majeure, mineure, R croisée ) suivi de l évolution des mutations mise en place d un algorithme de traitement = recommandations d utilisation des anti-viraux (VIH +++)

11 Résistance aux anti-viraux (ATV) Dans une population virale hétérogène, sélection d un virus possédant 1 mutation(s) de résistance absence d efficacité ATV ou diminution de l efficacité initiale Quand rechercher une résistance au traitement? pour identifier la cause de l échec : observance? pharmacologie? mutations? pour choisir un nouveau traitement, efficace Parfois 1 mutation suffit Association de mutations Résistances croisées...

12 Mesurer l activité antivirale in vitro 1 - tests phénotypiques 2 - tests génotypiques

13 1 - tests phénotypiques Virus en culture en présence d ATV Mesure de la concentration inhibitrice CI (CI 50 ou CI 90 ) Traité de Virologie Médicale ; JM Huraux; ESTEM, Paris, 2003 Les échecs de ttt ne sont pas toujours corrélés aux résultats in vitro in vivo concentration intracellulaire d ATV?

14 2 - tests génotypiques VIH, VHB, CMV, Sans culture cellulaire + rapide - puces ADN (DNA chips) - séquençage des codons du génome viral codant protéine-cible ATV connus pour induire une R

15 Séquençage nucléotidique selon SANGER (cf cours sur le diagnostic moléculaire) Principe Effectuer la synthèse d un brin d ADN complémentaire du brin d ADN ou d ARN dont on veut déterminer la séquence ADN séquençage RT ARN ADN séquençage

16 2 - Traitements anti-herpétiques (Cf cours sur les Herpesvirus)

17 Cible des anti-herpétiques actuels ADN polymérase Adapté de Principles of virology, Flint et al.

18 Mécanismes d action des anti-herpétiques phosphotransférase ou thymidine kinase VIRALE Cymévan GANCICLOVIR Ganciclovir-P kinases CELLULAIRES Ganciclovir-PPP ACICLOVIR Aciclovir-P Aciclovir-PPP Zovirax CIDOFOVIR-P Vistide Cidofovir-PPP terminateurs de chaîne Foscavir FOSCARNET blocage site de liaison PPi blocage clivage PPi/dNTP ADN polymérase virale

19 Mécanismes d action des anti-herpétiques Rovalcyte VALGANCICLOVIR GANCICLOVIR Ganciclovir-P Ganciclovir-PPP ACICLOVIR Aciclovir-P Aciclovir-PPP VALACICLOVIR Zélitrex CIDOFOVIR-P Cidofovir-PPP terminateurs de chaîne FOSCARNET ADN polymérase virale

20 Effets indésirables principaux aciclovir ganciclovir foscarnet cidofovir toxicité limitée néphropathie / cristallisation tubulaire neutropénies sévères (réversibles) insuffisance rénale et hypocalcémie insuffisance rénale

21 Mécanismes de résistance aux anti-herpétiques phosphotransférase ou thymidine kinase VIRALE R GANCICLOVIR Ganciclovir-P kinases CELLULAIRES Ganciclovir-PPP ACICLOVIR Aciclovir-P Aciclovir-PPP CIDOFOVIR-P Cidofovir-PPP terminateurs de chaîne R FOSCARNET ADN polymérase virale

22 3 - Traitements anti-vih

23 Structure du VIH-1 F. Brun-Vézinet, M. Wainberg

24 inhibiteur d entrée inhibiteur du bourgeonnemen IProtéase INTI et INNTI Anti-intégrase

25 Inhibiteurs de l entrée Modes d'action des ARV Inhibiteurs de fusion : interaction avec la gp41 Inhibiteurs d attachement : interaction avec la gp120 Inhibiteurs de la TI : INTI et INNTI inhibent la TI lors de la synthèse 1er brin d ADN INTI par effet terminateur de chaîne (absence -OH en 3 ) INNTI liaison poche hydrophobe à proximité du site actif de la polymérase : blocage de polymérisation de l ADN Anti-intégrase : inhibition de l intégrase Inhibiteurs de protéase (IP) analogues du substrat de la protéase blocage du clivage précurseurs des prot enzymatiques et de capside (gag, pol)

26 Inhibiteurs de fusion (T20) Inhibition des modifications conformationnelles de gp41 petits peptides synthétiques ciblent formation en «épingle à cheveux» de gp41 cor CD4 gp120 Membrane cellulaire Structure en «épingle à cheveux» gp41 Intermédiaire Pré- «épingle à cheveux» phase d activité T-20 Peptide T-20

27 Inhibiteurs d attachement au CCR5 (Maraviroc) Inhibiteur allostérique du récepteur CCR5 actif sur les virus à tropisme CCR5 Récepteur libre gp120 Site de liaison de la gp120 sur le CCR5 Haute affinité MVC ( ) lié au CCR5 Site de liaison bloqué par MVC Très faible affinité mb cellulaire Blocage entrée du virus Dorr P, Antimicrob Agents Chemother 2005;49 : ; Mosley M, CROI 2006, Abst. 598

28 Inhibiteurs de l entrée Modes d'action Inhibiteurs de fusion : interaction avec la gp41 Inhibiteurs d attachement : interaction avec la gp120 Inhibiteurs de la TI : INTI et INNTI inhibent transcription inverse lors de synthèse 1er brin d ADN INTI par effet terminateur de chaîne (absence -OH en 3 ) INNTI liaison poche hydrophobe à proximité du site actif de la polymérase : blocage de polymérisation de l ADN Anti-intégrase : inhibition de l intégrase Inhibiteurs de protéase (IP) analogues du substrat de la protéase blocage du clivage précurseurs des prot enzymatiques et de capside (gag, pol)

29 Après l entrée du VIH dans la cellule RT synthétise l ADN db à partir de l ARN viral 2 brins d ARN Inhibiteurs de RT ADN simple brin ADN double brin Activité RT = ADN polymérase ARN dépendante Activité = ADN polymérase ADN dépendante

30 Mode d action des INTIs analogues des dntps naturels triphosphorylation obligatoire par des kinases cellulaires compétition pour liaison avec la RT et incorporation dans l ADN viral absence de groupement 3 -hydroxyl nécessaire à la polymérisation terminateurs de l élongation du brin d ADN viral AZT dttp ddi datp ddc dctp

31 Résistance aux INTIs T215Y,F sous unité p66 M41L site de liaison des dntp V75T K70R L74V M184V,I T69D D67N K65R K219Q,E site polymérasique actif ARN VIH des mutations sur la TI peuvent induire une résistance aux INTI : incorporation de l inhibiteur (INTI) dans l ADN viral excision de l inhibiteur (catalysée par pyrophosphate ou ATP)

32 Mode d action des INNTIs fixation de l INNTI au niveau d une poche étroite hydrophobe de la RT située près du site actif 1 seule mutation peut entraîner une modification de conformation de la poche (= perte d'affinité) et une résistance faible barrière génétique : apparition rapide d une résistance

33 Inhibiteurs de l entrée Modes d'action Inhibiteurs de fusion : interaction avec la gp41 Inhibiteurs d attachement : interaction avec la gp120 Inhibiteurs de la TI : INTI et INNTI inhibent transcription inverse lors de synthèse 1er brin d ADN INTI par effet terminateur de chaîne (absence -OH en 3 ) INNTI liaison poche hydrophobe à proximité du site actif de la polymérase : blocage de polymérisation de l ADN Anti-intégrase : inhibition de l intégrase Inhibiteurs de protéase (IP) analogues du substrat de la protéase blocage du clivage précurseurs des prot enzymatiques et de capside (gag, pol)

34 Les anti-intégrases bloquent l intégration de l ADN proviral dans les chromosomes cellulaires 87 ADN proviral circularisé et non intégré disparaît en quelques jours de la cellule Intégration ADN proviral intégré persistance

35 Inhibiteurs de l entrée Modes d'action Inhibiteurs de fusion : interaction avec la gp41 Inhibiteurs d attachement : interaction avec la gp120 Inhibiteurs de la TI : INTI et INNTI inhibent transcription inverse lors de synthèse 1er brin d ADN INTI par effet terminateur de chaîne (absence -OH en 3 ) INNTI liaison poche hydrophobe à proximité du site actif de la polymérase : blocage de polymérisation de l ADN Anti-intégrase : inhibition de l intégrase Inhibiteurs de protéase (IP) analogues du substrat de la protéase blocage du clivage précurseurs des prot enzymatiques et de capside (gag, pol)

36 IProtéase

37 Résistance aux IP Des mutations empêchent la fixation de l IP au niveau du site actif de la protéase IP

38 INTI zidovudine (ZDV, AZT) didanosine (ddi) stavudine (d4t) lamivudine (3TC) abacavir (ABC) emtricitabine (FTC) tenofovir (TDF) ANTIRETROVIRAUX INNTI nevirapine (NVP) efavirenz (EFV) etravirine (ETR) rilpivirine (RPV) Inhibiteurs de protéase/r Inhibiteur Intégrase raltegravir (RAL) Elvitegravir (EVG) Dolutegravir (DTG) Combinaisons INTI saquinavir (SQV) TDF + FTC : truvada fosamprenavir (fapv) ABC + 3TC : kivexa indinavir (IDV) AZT + 3TC : combivir ritonavir (RTV) Inhibiteurs d entrée tipranavir (TPV) Combinaisons INTI+INNTI inh de fusion: TDF +FTC +EFV :atripla lopinavir (LPV) enfuvirtide (T20) TDF +FTC+RPV : eviplera atazanavir (ATV) inh de CCR5: darunavir (DRV) maraviroc (MVC) Combinaison INTI+INI TDF + FTC + cobicistat + EVG : stribild 1 comprimé / jour!!

39 Stribild fin 2013 Dolutegravir oct Eviplera, rilpivirine JC Tardy

40 Effets secondaires des ARV Schématiquement : INTI : toxicité mitochondriale : myopathie, lipoatrophie, neuropathie périphérique, pancréatite INNTI : hépatotoxicité (névirapine) IP : redistribution des graisses, hyperlipidémies (risques cardiovasculaires), troubles de la glycorégulation

41 Traitement antirétroviral Recommandations 2014 débuter le traitement le plus précocément possible, quel que soit le nombre de LT CD4 + obtenir une charge virale plasmatique indétectable À l échelle individuelle inhiber la réplication et diffusion virale (réservoirs viraux) A l échelle de la population bloquer la transmission

42 Le 1er traitement antirétroviral Objectif : rendre l ARN VIH < 50 copies/ml en 6 mois - le test de résistance génotypique réalisé lors du diagnostic de l infection guide le choix thérapeutique - expliquer au patient optimiser l adhésion au traitement +++ Trithérapie : 2 INTI + 1 IP/r (IP potentialisée par le ritonavir) 2 INTI + 1 INN 2 INTI + 1 INI Si échecs : thérapies plus complexes

43 Résistance du VIH aux traitements antirétroviraux (résistance virologique au traitement)

44 Comment mesurer la résistance? Actuellement : tests génotypiques +++ Séquençage des gènes d intérêt: Transcriptase Inverse Protéase Intégrase gp41 gp120

45 Quand rechercher une résistance aux ARV? 1. Lors de la primo-infection à VIH en France environ 10% des patients sont infectés par un variant VIH résistant à au moins une drogue 2. Lors du diagnostic d infection à VIH : bilan initial avant 1 er traitement 3. Lorsque le traitement n est pas efficace = échec thérapeutique 4. Cas particuliers Femme enceinte VIH(+) à charge virale détectable: optimiser le traitement pour éviter la transmission mère-enfant Accident avec exposition au VIH avec patient source VIH+ connaître le génotype de résistance du patient source pour adapter une prophylaxie efficace chez le patient exposé

46 Septembre 2013, V23 Algorithme d interprétation des mutations de la TI exemple avec les INTI : résistance ou sensibilité à chacune des molécules? TAMs = M41L, D67N, K70R, L210W, T215Y/F, K219Q/E

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48 4 - Traitements anti-hépatite C

49 Interféron (IFN) IFN + Ribavirine Peg IFN + Ribavirine anti-protéases Immunomodulation Activité anti-virale - Transcription V - Inhibition polymérase virale - Traduction des ARNm V - Maturation protéines V - Synthèse d ARN viral non fonctionnel Agents antiviraux directs IProtéase déjà obsolètes en 2014!

50 les agents antiviraux directs (DAA) Liaison au récepteur et endocytose Transport et libération Décapsidation (+) RNA LD Lumière RE Assemblage viral Traduction Inhibiteurs de et clivage protéase des polyprotéines NS 3/4 ER lumen LD Inhibiteur de Polymerase Réplication ARN NS5B Nucleoside/nucleotide Nonnucleoside Inhibiteurs NS5A* *complexe de réplication Role mal défini dans le cycle viral Adapté de Manns MP, et al. Nat Rev Drug Discov. 2007;6:

51 Molécules disponibles en France À l heure actuelle traitement de 3 mois Indication : stade fibrose sévère ou cirrhose anti- NS5B IP anti- NS5A Sofosbuvir Sovaldi Simeprevir Olysio Daclatasvir Daklinza anti NS5B + anti- NS5A Sofosbuvir Ledipasvir Harvoni IP + anti- NS5A Paritaprevir Ombitasvir Viekirax anti- NS5B Dasabuvir Exviera 2014 Janvier Mai Septembre Novembre 2015 Janvier

52 5 - Traitements anti-vhb

53 Hépatite B aiguë Pas de traitement anti-viral Limiter les prises médicamenteuses Pas d alcool

54 Hépatite B chronique Objectifs du traitement : obtenir une séroconversion Ag HBs Ac anti-hbs obtenir une séroconversion Ag HBe Ac anti-hbe ADN VHB indétectable ou < 10 5 copies/ml freiner l évolution vers la cirrhose Ne pas nuire

55 VHB: cycle de réplication Virus à ADN ccc DNA: covalently closed circular DNA Huraux et al, Traité de virologie Médicale, ESTEM, Paris, 2003

56 Traitement de l hépatite B chronique Monothérapie PEG-interféronα(1 an) ou inhibiteurs de RT (au long cours) : nucléosidiques lamivudine (Zeffix) entécavir (Baraclude) nucléotidiques adéfovir (Hepsera) ténofovir (Viread) Emergence de résistance aux inhibiteurs de la RT par mutations de la RT (ADN polymérase ARN dépendante)

57 6 - Traitements anti-grippaux

58 Amantadine Mantadix Rimantadine Roflual Actifs sur virus Influenza type A 1/ Blocage du canal ionique de la protéine virale de matrice M2 ph vacuole d endocytose pénétration et décapsidation virales 2/ à la fin du cycle de réplication, par action sur Protéine M, interférence avec assemblage et libération virale

59 Zanamivir Oseltamivir Relenza par inhalation Tamiflu per os Actifs sur virus Influenza A et B Inhibent activité neuraminidasique libération virions néosynthétisés de la surface des cellules infectées dissémination virale Administrer dans les 2J suivant le début de l infection grippale durée de synthèse virale durée des signes cliniques importance signes cliniques

60 Emergence de résistance amantadine rimantadine zanamivir oseltamivir

61 Pour conclure (1) La majorité des ATV actuels inhibent des enzymes virales, en particulier les ADN polymérases virales : ADN polymérases ADN dépendantes ADN polymérases ARN dépendantes (TI)

62 Pour conclure (2) L efficacité du traitement antiviral dépend des molécules utilisées posologie, associations, pharmacocinétique des virus responsables de l infection ex: mutants résistants du patient : terrain sous-jacent, système immunitaire, observance+++

63 Pour conclure (3) Développement du dc moléculaire + ATV efficaces approche différente de la virologie - diagnostic - pronostic thérapeutique - suivi de l efficacité thérapeutique (charge virale) - recherche des résistances Ne pas oublier : - les antiseptiques et désinfectants : VIRUCIDES (cibles : enveloppe, capside, génome viral) - Mesures d hygiène - Vaccination +++