Développement d’une nouvelle classe d'agents de sortie de latence du VIH-1

Development of a novel class of HIV-1 latency-reversing agents

• Auteur / Autrice : Phuoc Bao Viet Tong
• Direction : Bruno Beaumelle
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 23/07/2019
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche en Infectiologie de Montpellier (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Laurent Chaloin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bruno Beaumelle, Laurent Chaloin, Olivier Rohr, Jean-Christophe Paillart
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Rohr, Jean-Christophe Paillart

Mots clés

Mots clés contrôlés

Antirétroviraux

VIH (virus)

Latence, Période de

Transcription génétique

Mots clés libres

Vih-1

Latence

Lra

Hiv-1

Latency

Lra

Résumé

Bien que le traitement antirétroviral (ART) supprime efficacement la multiplication du VIH-1 chez les patients infectés, l’ART ne guérit pas l'infection. En effet, si l'ART est arrêté, on observe un rebond viral. Celui-ci est principalement dû à l'activation stochastique de cellules latentes qui contiennent le génome viral intégré mais ne produisent pas de virus et ne sont donc pas ciblées par l'ART ou le système immunitaire. Ces cellules latentes sont peu nombreuses (1-10 par million de cellules T-CD4+ quiescentes) mais elles apparaissent rapidement après la primo infection (en quelques jours), ont une longue durée de vie (près de 4 ans de demi-vie). Ces cellules réservoirs constituent donc un obstacle majeur à l'éradication virale.La stratégie la plus prometteuse pour supprimer ces cellules, dite "Shock and Kill", (ou "kick and kill" est de les activer pour qu'elles soient ensuite détruites par la production virale, ciblées par l'ART et/ou lysées par les cellules T cytotoxiques. Un certain nombre d’agents de sortie de latence (LRAs) ont été développés pour activer ces cellules. Ils ciblent des protéines cellulaires telles que les histone-désacétylases (HDAC) ou la protéine kinase C. La plupart d'entre eux présentent donc des effets non spécifiques, comme l'inhibition des lymphocytes cytotoxiques, et parfois une toxicité. Ils ont été incapables de diminuer la taille du réservoir chez les patients VIH+.Nous avons développé une nouvelle famille d’agents de levée de latence du VIH ciblant une protéine virale. Sur la base des structures disponibles, nous avons identifié par criblage in silico des ligands potentiels de cette protéine. Dix molécules ont été sélectionnées. Aucune n'est toxique pour les cellules T CD4+. Une molécule appelée D10 se fixe spécifiquement à la cible avec une affinité de l’ordre de 30 -50 nM et affecte l'activité biologique de cette protéine. De plus, D10 présente une activité LRA sur les lignées cellulaires latentes JLat-9.2 et OM-10.1. L’activité LRA de D10 sur ces lignées représente 50 à 70% de celle du SAHA (vorinostat), un inhibiteur des HDAC candidat LRA en cours d’essais cliniques (Phase 2). Lors de tests ex vivo sur les cellules latentes de patients VIH traités, D10 à 50 nM a une activité LRA très efficace, 80% supérieure à celle de la bryostatine-1 qui agit sur la PKC et est considéré comme le LRA le plus prometteur actuellement. En utilisant une approche chémoinformatique nous avons sélectionné 11 analogues de D10, dit N1-N11. Certains de ces analogues (N5, N8) montrent un effet plus fort que D10 sur les lignées cellulaires latentes. L'étude de cette famille nous a permis d'ébaucher une relation structure chimique / activité LRA de ces molécules. Nous avons donc identifié de nouveaux agents de sortie de latence du VIH-1 qui ciblent une protéine virale et devraient donc être plus spécifiques que les LRAs ciblant les protéines cellulaires.

Despite its efficiency to prevent viral multiplication, antiretroviral therapy (ART) is unable to cure patients with HIV-1. Indeed, if ART is stopped, a viral rebound is observed. This increase in blood viral load is due to the activation of HIV-1 reservoirs, among which latently-infected memory CD4+ T cells. These cells are rare (1-10 per million of quiescent T cells), appear very quickly following infection and have a long half-life (almost 4 years). To purge this long-lived reservoir the "Shock and Kill" (or kick and kill) approach was developed. This strategy relies on the use of latency reversing agents (LRAs) to induce reservoir activation. All LRAs developed until now target cellular proteins such as histone deacetylases or protein kinase C. These LRAs did not affect the reservoir size of HIV+ patients.Here we present a new LRA family that binds to and activates an HIV-1 protein. These compounds were identified by in silico screening, are not cytotoxic and affect the biological activity of their target. They were less efficient than available LRAs on HIV-1 latent cell lines. Nevertheless, when tested on latent T-cells from HIV-1 patients in ex vivo assays, the lead compound D10 at 50 nM was ~ 80% more efficient than bryostatin-1, one of the best LRA available to date.Using a chemoinformatic approach, we selected 11 analogs of D10, termed N1 to N11. Some of these analogs (N5, N8) showed a stronger effect than D10 on latent cell lines. The study of this family enabled us to elaborate a structure/ function relationship.We thus identified a new family of HIV latency reversing agents targeting a viral protein and that should therefore be more specific than LRAs that target cellular proteins.