Les antiviraux dans l hépatite B : mode d action et résistance

Les antiviraux dans l hépatite B : mode d action et résistance Antiviral treatment in hepatitis B: mode of action and resistance IP C. Fournier, F. Zoulim* Points forts Le virus de l hépatite B provoque une réaction immunitaire dirigée contre les hépatocytes infectés, permettant dans la majorité des cas d éliminer le virus et d obtenir une guérison spontanée. En cas de réponse immunitaire insuffisante, le virus persiste et conduit à un large spectre de lésions hépatiques chroniques, incluant la cirrhose et le développement d un hépatocarcinome. L infection à VHB persiste dans l organisme durant des décennies, entretenue principalement grâce à une forme d ADN viral, appelée ADNccc, qui maintient le génome viral en servant de matrice à la transcription de celui-ci. Jusqu en 1998, l interféron α était le seul antiviral efficace reconnu. La découverte des analogues des nucléosides et des nucléotides a permis d offrir une alternative thérapeutique aux patients n ayant pas répondu au traitement antérieur ou ne tolérant pas l interféron α. Ces antiviraux agissent en inhibant l activité de la polymérase virale impliquée dans le processus de réplication virale. Cependant, l administration prolongée d antiviraux favorise l émergence de mutants capables de survivre et de se répliquer sous traitement. Les principales mutations sont situées dans le gène de la polymérase virale et sont actuellement défi- nies. Elles entraînent un échappement viral, qui se manifeste dans un premier temps par une augmentation de la charge virale, puis cliniquement, par la reprise de la progression de la maladie hépatique. Une surveillance régulière du patient est donc indispensable pour détecter la survenue d une résistance et pour modifier le traitement avant que celle-ci n entraîne une nouvelle poussée inflammatoire hépatique. L addition d un autre analogue de nucléoside ou de nucléotide sans résistance croisée avec le précédent représente la meilleure stratégie thérapeutique dans la prise en charge des souches résistantes au traitement antiviral. La prévention des résistances peut être obtenue par la combinaison d antiviraux d emblée ou l addition précoce d une seconde molécule antivirale en cas d inhibition insuffisante. Mots-Clés : Hépatite chronique B Traitement antiviral Résistance génotypique Mutations. Keywords: Chronic hepatitis B Antiviral treatment Genotypic resistance Mutations. B représente un problème majeur de santé publique, avec environ 400 millions de porteurs chroniques L hépatite du virus. Le virus de l hépatite B (VHB), bien que peu cytopathique, induit une réponse immunitaire contre les hépatocytes infectés, entraînant des lésions cellulaires et pouvant aboutir au développement d une hépatite chronique, d une cirrhose et potentiellement d un hépatocarcinome (2, 44, 46). La découverte d agents antiviraux actifs contre le VHB a révolutionné le traitement des patients atteints d hépatite B chronique. Longtemps, le seul médicament capable d inhiber la réplication virale et d induire une séroconversion a été l interféron α. Actuellement, les analogues des nucléosides et des nucléotides constituent les piliers du traitement antiviral. Outre leur très bonne tolérance, * Service d hépato-gastroentérologie, Hôtel-Dieu et Inserm, unité 271, Lyon. ils ont un effet antiviral précoce, conduisant à une diminution des transaminases et à une amélioration de l histologie. Cependant, la survenue de mutants résistants au traitement limite le bénéfice à long terme des antiviraux (49). Cette revue traite, d une part, des facteurs impliqués dans la persistance de l infection, du mode d action des antiviraux, des mécanismes de résistance du VHB aux inhibiteurs de la polymérase virale, et d autre part des grandes lignes de prophylaxie et de traitement des souches résistantes. RÉPLICATION VIRALE ET PERSISTANCE DU VIRUS DANS LA CELLULE Notre connaissance du VHB et de sa faculté à infecter et à se perpétrer dans les hépatocytes découle des expériences en culture cellulaire et dans les modèles animaux (marmotte et canard de 188

Pékin principalement) [11, 32]. Ces systèmes d études in vitro et in vivo ont permis l analyse génétique et fonctionnelle du virus, la compréhension de son cycle cellulaire et du rôle de l ADNccc (circulaire clos de façon covalente) intrahépatique dans la persistance de l infection (11, 32). Ils ont permis également d étudier le mécanisme d action et l efficacité des analogues des nucléosides, la cinétique de la clairance virale, l apparition de mutations responsables de résistances au traitement et la toxicité des médicaments. Le VHB infecte les hépatocytes, mais également d autres cellules comme les cellules épithéliales biliaires, médullaires, rénales, cutanées, spléniques, pancréatiques et les cellules mononucléées. Le cycle de réplication virale est actuellement bien décrit et représenté dans la figure 1 (11, 32). L élimination naturelle du virus se fait par l action des différents composants de la réponse immune, médiée à la fois par les CD4 et les cellules B produisant des anticorps neutralisants contre les virions, les cytokines, TNFα ou interféron γ, induisant un effet antiviral direct, les lymphocytes CD8 entraînant la destruction des hépatocytes et les cellules NK et NKT amplifiant la réponse immune (13, 36, 41, 42). L infection chronique est due à la persistance de l ADNccc dans les hépatocytes. Lors de l infection, celui-ci est synthétisé, incorporé dans le noyau sous forme de minichromosome non intégré au génome cellulaire et maintenu à un niveau de 30 à 50 copies par cellule (38). Il sert de matrice à la transcription des gènes viraux. Son importance est liée au fait que l ADNccc peut persister dans l organisme durant plusieurs décennies, et ce, même si l infection n est plus détectable dans le sang par les marqueurs sérologiques classiques (31, 40). En cas de diminution de l immunité (coïnfection VIH-VHB, greffe hépatique), le réservoir d ADNccc est à l origine du redémarrage de la réplication virale, avec réactivation de la maladie. La quantité d ADNccc intrahépatique peut être évaluée par des marqueurs indirects, comme les taux d antigène HBs et l antigène prés1, qui sont corrélés à l importance du pool de l ADNccc (40). La persistance du virus est donc liée à des facteurs provenant à la fois de l hôte et du virus (49). La longue demi-vie des hépatocytes et l ADNccc intrahépatique permettent de maintenir la réplication virale, notamment si la réponse immunitaire spécifique du VHB est déficiente. La grande variabilité du génome viral joue égale- Virion Récepteur Interaction Entrée Amplification de l'adnccc Noyau Formation de l'adnccc ADN ADNccc Transcription pgrna ARNm RE Synthèse du brin (+) Transcription inverse Traduction Encapsidation ADN (+) ARN prégénomique Hépatocyte Figure 1. Cycle de la réplication virale. Après son entrée dans la cellule, le virus perd sa nucléocapside et l ADN viral pénètre dans le noyau où il est transformé en ADNccc. L ARN prégénomique est transcrit à partir de cet ADN viral, encapsidé et relâché dans le cytoplasme où il sert de matrice à la synthèse de l ADN négatif. La polymérase virale initie la formation du brin ADN positif. Une fois mature, la capside s assemble avec les protéines de l enveloppe présentes dans le réticulum endoplasmique en un virion complet qui est libéré dans la circulation. Elle est aussi recyclée dans le noyau où elle générera d autres copies d ADNccc. 189

ment un rôle important. En effet, de multiples erreurs spontanées surviennent quotidiennement dans le génome viral, à l origine de variants génétiques. Enfin, au niveau de l hôte interviennent des pressions de sélection, positives ou négatives, induites par l administration d antiviraux, par exemple. Ces modifications conduisent à la sélection de mutants capables de se répliquer dans ce nouvel environnement et confèrent à ces souches un potentiel de résistance aux antiviraux. ANTIVIRAUX Le but du traitement est de contrôler la réplication virale en accélérant l évolution naturelle de la maladie, de manière à passer d une phase d hépatite active à une phase plus tardive, où la réplication virale et les lésions hépatiques diminuent significativement. L autre objectif est d intensifier la réponse immune nécessaire à contrôler la réplication virale. À plus large échelle, il consiste à diminuer la transmission du virus par action sur l infectiosité du VHB. Les antiviraux actuellement approuvés pour le traitement de l hépatite B sont résumés dans le tableau. Tableau. Antiviraux approuvés ou en cours d étude utilisés dans le traitement de l hépatite chronique B. Type de médicament Approuvés Phase III Phase II Analogues des nucléosides Analogues des nucléotides Lamivudine Entécavir Adéfovir dipivoxil Emtricitabine Telbivudine Ténofovir Clévudine Elvucitabine Amdoxovir Racivir LB80380 Alamifovir Pradéfovir Les analogues des nucléosides et des nucléotides bloquent l activité de la polymérase virale durant la synthèse du génome viral, et inhibent ainsi l élongation de l ADN viral. Par ailleurs, après incorporation dans l ADN viral, ils empêchent l addition du nucléotide suivant dans le génome par un mécanisme de terminaison de chaîne. La lamivudine est un inhibiteur compétitif du dctp (désoxycytidine-triphosphate). Elle présente un avantage sur l interféron par son absence d effets secondaires. Par ailleurs, elle induit une amélioration clinique, une diminution rapide et efficace (4-5 log 10 copies/ml) de la charge virale dans le sérum, une normalisation des transaminases et une amélioration de l histologie (18). Cependant, son efficacité est limitée par la survenue de résistances. Le mode d action de l emtricitabine est similaire à celui de la lamivudine (12). La clévudine (L-FMAU) est un nouveau β-l-nucléoside dérivé de la déoxythymine (TTP). Cette molécule n a qu un effet limité sur l activité de la transcriptase inverse. Son action principale consiste en l inhibition de l activité de l ADN polymérase ADN dépendante (29, 33). L entécavir est un analogue de la cyclopentyl-guanosine, inhibant l élongation du brin négatif de l ADN viral par son incorporation à la place du dgtp (déoxyguanosine-triphosphate) naturel. Cette substance a un haut potentiel suppresseur de la réplication virale (diminution de 5-6 log 10 copies/ml de la charge virale), révélant ainsi une efficacité supérieure à celle de la lamivudine (4, 21, 48). La telbivudine (LdT) a une activité inhibitrice in vitro. Son efficacité est évaluée actuellement dans une étude de phase III (20). Après administration orale, l adéfovir-dipivoxil est métabolisé en adéfovir, qui agit en inhibant l incorporation d adénosine triphosphate dans le génome de la polymérase virale (15, 27). Le ténofovir disoproxil fumarate est la prodrogue du ténofovir (PMPA). Déjà utilisé dans le traitement de l infection au VIH, il s est avéré très efficace in vivo et in vitro dans le traitement des hépatites B chroniques. Son profil rend ce médicament particulièrement intéressant dans le traitement des patients coïnfectés (17). Cytokines Interféron alpha Interféron pégylé alpha-2a Résistance aux antiviraux Mécanisme des antiviraux L interféron α fut le premier antiviral introduit sur le marché dans les années 1980. Il agit par deux mécanismes, un effet antiviral direct (inhibition de la synthèse de l ADN et des protéines du VHB, prévention de la propagation de l infection aux cellules) et un effet immunomodulateur (augmentation de l expression des antigènes d histocompatibilité de classe I et stimulation des lymphocytes CD4 et CD8). L interféron pégylé est le résultat de la liaison entre l interféron α et le polyéthylène glycol (PEG). L association diminuant la clairance de l interféron par les reins, elle augmente sa demi-vie, permettant l administration d une injection unique par semaine. L avantage de l interféron pégylé est d obtenir une concentration plus stable du médicament. Il montre par ailleurs une meilleure efficacité antivirale que l interféron standard (7, 22, 28). Le bénéfice clinique des antiviraux a été freiné par la survenue de mutations des souches virales diminuant leur sensibilité au traitement. La résistance génotypique représente l émergence d un mutant résistant dans le gène de la polymérase virale sous la pression de sélection exercée par le médicament. Elle est suivie d un échappement viral, caractérisé par la perte de suppression de la réplication virale en dépit du traitement et se manifeste par une augmentation persistante de la charge virale sérique (au moins 1 log 10 copies/ml par rapport aux valeurs les plus basses sous traitement antiviral) [24, 30]. On note également une perte du bénéfice clinique avec la reprise de la progression de la maladie hépatique, parfois sous la forme d une exacerbation aiguë grave (23, 25). L analyse génétique du génome viral devient alors indispensable pour l adaptation du traitement antiviral. Le séquençage repose sur l amplification d une partie du génome viral par PCR et 190

permet d identifier les mutations, puis de les comparer aux séquences connues du virus répertoriées dans les banques de données (26, 35). Les tests phénotypiques in vitro distinguent ensuite une mutation secondaire à une résistance d une variabilité spontanée du virus et déterminent si cette mutation est véritablement capable de conférer une résistance au médicament. Ces techniques génotypiques et phénotypiques permettent de déceler les mutants résistants avant la montée de la charge virale. Les analyses phénotypiques permettent aussi de déterminer le profil de résistance croisée (3, 10, 43). La plupart des données concernant les résistances ont été obtenues à partir d études menées sur la lamivudine, puisqu il s agit de l agent le plus largement prescrit. De nombreuses mutations induites par les antiviraux utilisés dans le traitement de l hépatite B sont actuellement connues (24, 49). Celles-ci sont résumées dans la figure 2. Mécanisme de la résistance aux antiviraux La résistance à la lamivudine in vivo et in vitro est due à une mutation de la méthionine (M) en valine (V), isoleucine (I) (rarement sérine) au niveau de l acide aminé 204, situé dans le motif YMDD du domaine C de la polymérase virale (M204I ou M204V). Les souches mutantes dans le motif YMDD ont une activité enzymatique et une réplication diminuées, nécessitant des mutations compensatoires (L180M et V173L) pour restaurer leurs capacités réplicatives (8). Les données sur les résistances à l emtricitabine, la clévudine et la telbivudine sont encore partielles. Les premières études montrent cependant des mutations similaires à celles de la lamivudine (20). Le processus d échappement à l entécavir est lent et le mécanisme de résistance à cet antiviral s avère plus complexe. Plusieurs mutations seraient nécessaires à l apparition de souches résistantes (5, 37). Les études suggèrent également que l administration antérieure de lamivudine et la présence concomitante dans le génome viral des mutations de résistance à la lamivudine accélèrent la survenue d une résistance complète à l entécavir par l addition de mutations de type S202G ou S202I ou M250V (5, 37). L adéfovir-dipivoxil appartenant à une famille chimique différente de la lamivudine, les mutations se font dans d autres régions de la polymérase (domaines B et D). Deux sont maintenant bien connues : A181V et N236T (1, 39). La mutation n entraîne qu une diminution peu importante de la susceptibilité in vitro du médicament, possiblement en raison de l homologie de l adéfovir avec son substrat naturel. Cela explique le faible pourcentage et le délai observé dans l émergence des souches résistantes. Cette baisse de susceptibilité est cependant suffisante pour que le virus échappe au traitement antiviral. La mutation rta194t a été détectée chez deux patients traités par ténofovir, mais son rôle dans la résistance au ténofovir reste à confirmer (34). Impact clinique de la résistance L incidence cumulative de la résistance à la lamivudine est d environ 20 % par année (70 % après 4 ans) [19, 50]. Des facteurs prédictifs de l apparition de souches mutantes sont actuellement connus. Avant le début du traitement, la présence d une cytolyse importante (ALT > 3 fois la norme), d un index d inflammation hépatique histologique modéré à sévère, d une charge virale élevée et d un index de masse corporelle important indiquent Protéine terminale Espaceur Pol/RT RNaseH 183 349 (rt1) 692 (rt344) 845 acides aminés GVGLSPFLLA YMDD I(G) II(F) A B C D E LAM/FTC V173L L180M M204I/V ADV A181V N236T ETV I169T/T184G S202G/I M250V LdT M204I TDF V191I A194T Figure 2. Les principales mutations du gène de la polymérase virale responsables de la résistance aux antiviraux. LAM : lamivudine, FTC : emtricitabine, ADV : adéfovir, ETV : entécavir, LdT : telbivudine, TDF : ténofovir. 191

un risque accru d échappement au traitement à la lamivudine (19, 50). Sous traitement, la persistance d une charge virale supérieure à 3 log 10 copies/ml après 24 semaines est associée à un risque significatif de survenue d une résistance à la lamivudine (45). Le pourcentage de résistance à l adéfovir est beaucoup plus faible, quasi inexistant après un an de traitement, mais augmentant progressivement pour atteindre 29 % après 5 ans (14, 16). À noter qu il existe également une minorité de patients (5 %) présentant une mauvaise réponse primaire au traitement par adéfovir. Les dernières données montrent l absence de résistance à l entécavir chez les patients naïfs de traitement après 96 semaines. En revanche, le taux de résistance augmente à 10 % lorsque les patients sont traités par entécavir pour une résistance à la lamivudine (6). Les premières études sur la telbivudine montrent un échappement virologique confirmé par analyse génotypique chez 4,5 % des patients après 52 semaines de traitement (20). Les répercussions cliniques de la résistance à la lamivudine sont maintenant reconnues (9, 25). En effet, l échappement au traitement entraîne une progression de la maladie hépatique pouvant conduire à des exacerbations aiguës et à une insuffisance hépatique. Les altérations graves sont plus fréquentes en cas d infection par un mutant précore, de cirrhose ou d immunosuppression (figure 3). Prise en charge clinique d une résistance aux antiviraux Afin de minimiser les risques de sélection de souches résistantes, une surveillance régulière de l évolution du patient sous antiviraux doit être effectuée de manière à pouvoir modifier le traitement dans les plus brefs délais en cas d échappement virologique. Après s être assuré que le patient suit correctement son traitement, la stratégie comprend le dosage quantitatif tous les 3 à 6 mois de la charge virale par PCR, le séquençage du génome viral pour détecter l apparition de mutations et le contrôle de la fonction hépatique (24). La charge virale doit rester aussi basse que possible sous traitement (moins de 1 000 copies/ml sous lamivudine) [45]. Par ailleurs, l augmentation de la charge virale (1 log 10 copies/ml par rapport à la valeur la plus basse sous traitement) précède la perturbation des tests hépatiques et la péjoration des lésions histologiques. Si cette remontée de la charge virale est confirmée par un nouveau prélèvement, elle constitue le premier signe d échappement au traitement. La perturbation des transaminases est un indicateur de lyse cellulaire et donc de l activation de la réponse immune. Elle apparaît plus tardivement et devrait être évitée par une détection plus précoce des souches résistantes et par la modification du traitement en cours (49). 192 Progression de la maladie (%) Placebo (n=215) YMDDm (n=209) (49 %) Type sauvage (n=221) Temps après randomisation (mois) Placebo YMDDm TS 21 % 13 % Figure 3. Impact clinique de la résistance à la lamivudine. La présence de la mutation YMDD entraîne une évolution plus rapidement défavorable de la maladie (d après 23). Résistances croisées Les résistances croisées correspondent au fait qu une mutation ou une combinaison de mutations peut conférer une résistance à plusieurs molécules antivirales (3, 49). Ainsi, les souches résistantes à la lamivudine restent le plus souvent sensibles à l adéfovir et au ténofovir, alors qu elles montrent une susceptibilité diminuée aux analogues de la pyrimidine (emtricitabine, clévudine, elvucitabine, telbivudine) et à l entécavir. Inversement, les souches résistantes à l adéfovir (N236T) restent sensibles à la lamivudine, l emtricitabine et l entécavir, mais sont moins sensibles à la clévudine. Les données concernant la mutation A181V sont encore préliminaires, mais suggèrent une baisse de susceptibilité à la lamivudine. Cette notion est primordiale dans les choix de traitements à adapter en fonction du profil de mutation. 5 % Traitement et prévention de la résistance aux antiviraux En cas de résistance virale, la modification du traitement ou l adjonction d un deuxième antiviral ne présentant pas de résistance croisée avec le premier prévient la détérioration biologique et clinique. La combinaison d antiviraux représente donc la stratégie thérapeutique de choix lors de résistance au traitement antiviral, permettant, d une part de diminuer la réplication virale, et d autre part d augmenter la pression antivirale sur les souches virales résistantes (47, 49). Le même principe est applicable dans la prévention des résistances virales : l utilisation de novo d une combinaison d antiviraux agissant sur des sites différents de la polymérase virale, ou, en cas d inhibition insuffisante de la réplication, l addition précoce d un antiviral induisant peu de résistance, devrait permettre de contrôler la situation virologique et d éviter l évolution clinique vers une cirrhose. CONCLUSION L apparition de résistances constitue un problème incontournable du traitement antiviral. L évolution des techniques virologiques pour l analyse du génome viral, sa quantification et une meilleure connaissance de l incidence et des conséquences cliniques de la survenue de souches résistantes permettront, dans l avenir, le développement de stratégies thérapeutiques ciblant directement les mutations virales trouvées chez un individu donné. n

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