Nouveaux peptides inhibiteurs contre la grippe par évolution dirigée – FluPept

La grippe est une maladie respiratoire qui touche chaque année 10 à 30 % de la population mondiale et cause 290 à 650 000 décès. Les traitements antiviraux viennent en complément de la stratégie vaccinale de prévention de la grippe saisonnière, en particulier lorsqu’il y a inadéquation entre vaccins et souches épidémiques circulantes. Ils deviennent la première ligne de défense lors des pandémies grippales, lorsque qu’au minimum six mois sont nécessaires pour produire un vaccin contre le virus émergent. L’efficacité des antiviraux aujourd’hui disponibles est fréquemment limitée par l’émergence de virus porteurs de mutations de résistance. Il existe par conséquent un besoin urgent de nouveaux médicaments antigrippaux utilisables seuls ou en combinaison avec des traitements existants.
Le projet FluPept a pour objectif de développer deux types de composés antiviraux innovants, ciblant deux complexes protéiques essentiels à la réplication des virus grippaux : le composant PA-PB1 de l'ARN polymérase virale qui catalyse la réplication et la transcription du génome viral, et le complexe cellulaire RED-SMU1 associé au spliceosome et nécessaire à l’épissage d’un ARN messager viral. L’assemblage de ces deux complexes repose sur des interactions protéine-protéine médiées par la liaison de courts motifs peptidiques fortement conservés de PB1/RED à leurs domaines partenaires respectifs sur PA/SMU1.
Prenant appui sur notre connaissance approfondie de la structure et de la fonction de ces deux complexes, nous générerons, par évolution dirigée en « phage display », des peptides hautement affins mimant les motifs d'interaction hélicoïdaux naturels, et agissant comme des inhibiteurs compétitifs de l’assemblage des complexes. Ces peptides seront exprimés en intracellulaire sous la forme d’une fusion avec l'EGFP ou feront l’objet d’une synthèse chimique sous la forme d’une fusion avec le motif de pénétration cellulaire (CPP) de la protéine Tat, et leur activité antivirale sera testée. Ces tests, associés à des caractérisations structurales et biophysiques, guideront les cycles d'évolution dirigée ultérieurs. Enfin des modifications chimiques (motifs alternatifs de pénétration cellulaire, liaisons intramoléculaires permettant de stabiliser les structures hélicoïdales ou incorporation d’acides aminés de type D, résistants à l’action des protéases) seront apportées lors de la phase d'optimisation des peptides candidats initiaux.
Nos données préliminaires démontrent la faisabilité de développer des candidats peptides capables d’inhiber la réplication virale sur des cellules en culture à des concentrations submicromolaires. Le potentiel d’émergence de virus résistants sera évalué en effectuant des passages en série de différentes souches virales en présence des lead-peptides. Du fait de l’étendue des interfaces protéine-protéine ciblées (comparée aux sites de liaison de petites molécules), la similarité structurale entre nos inhibiteurs et les ligands peptidiques naturels, et l'origine cellulaire de la cible RED-SMU1, nous estimons que les phénomènes de résistance seront limités.
L'originalité et le caractère innovant de notre projet résident dans la combinaison i) du choix des cibles ; et ii) du choix d’une stratégie antivirale à base de peptides, sélectionnés par « phage-display » au sein de librairies de >10^9 peptides distincts et structuralement contraints, ainsi que sur l’utilisation de technologies de CPP et d'optimisation chimique.
L’objectif à long-terme de FluPept est de développer des médicaments à base de peptides ayant un faible potentiel de résistance virale et pouvant être administrés au niveau des voies respiratoires supérieures en utilisant des technologies d'inhalation ou de pulvérisation. Le programme de recherche présenté devrait déboucher sur des essais précliniques dans un modèle murin et, à terme, vers des essais cliniques, comme le démontrent le nombre croissant de thérapies à base de peptides.