Activité antivirale des métabolites de l'Hypericum perforatum L. contre les coronavirus humains

Antiviral activity of the metabolites from Hypericum perforatum L. against human coronaviruses

• Auteur / Autrice : Imelda Raczkiewicz
• Direction : Anne Goffard
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie - PHARM
• Date : Inscription en doctorat le 02/11/2020
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'Infection et d'Immunité de Lille
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Virologie Moléculaire et Cellulaire

Mots clés

Mots clés libres

Antiviral

Coronavirus

Hypericum

Molécule naturelle

Réplication

Antiviral

Coronavirus

Hypericum

Natural compound

Replication

Résumé

La pandémie à SARS-CoV-2 a souligné le besoin de nouveaux antiviraux à large spectre. Quatre ans après le début de la pandémie, les alternatives thérapeutiques sont encore peu nombreuses. Le laboratoire s'attache à trouver de nouvelles molécules antivirales d'origine naturelle, car les plantes sont une ressource relativement peu exploitée. En collaboration avec le laboratoire de Pharmacognosie de la faculté de pharmacie de Lille, nous criblons des extraits de plante contre les cornavirus humains (HCoV). Un criblage a révélé que l'Hypericum perforatum L. pouvait avoir des molécules potentiellement actives. Il s'agit d'une plante déjà très étudiée pour ses propriétés antidépressives, et sa composition pharmacologique a déjà été révélée : ses deux principes actifs majeurs sont l'hypercine et l'hyperforine. D'un côté, l'hypericine s'est déjà vue attribuer une activité antivirale contre différents virus enveloppés dont le SARS-CoV-2. Néanmoins, nos résultats ont pu montrer pour la première fois que l'activité contre les coronavirus humains (HCoV) était dépendante de la lumière et qu'elle agissait lors de l'entrée virale, directement sur la particule virale. D'un autre côté, l'hyperforine nos tests de dose réponse ont pu mettre en lumière une activité pan-coronavirus avec des IC50 de l'ordre du nanomolaire contre les variants du SARS-CoV-2 (0,22 à 0,68 nM), et de l'ordre du micromolaire contre HCoV-229E (1,12 µM), SARS-CoV (1,01 µM) et MERS-CoV (2,06 µM) sans cytotoxicité aux concentrations actives. Ces résultats ont été confirmés en cellules épithéliales primaires respiratoires cultivées en interface air-liquide où une diminution de l'infection à SARS-CoV-2 et HCoV-229E a pu être observée. Par ailleurs, nous avons montré que son activité antivirale n'était pas spécifique des HCoV, mais qu'elle était également active contre la fièvre jaune. Des tests sont en cours sur d'autres virus. En outre, des tests de combinaison ont été initiés avec le remdesvir, molécule utilisée actuellement en clinique : ces tests révèlent que l'association avec remdesivir a un effet additif in vitro. Finalement, des tests pour étudier le mécanisme d'action ont été initiés : les tests de cinétique révèlent que la molécule est active à l'étape de réplication virale. D'autres tests sont actuellement en cours pour caractériser précisément son mécanisme d'action.

The pandemic of SARS-CoV-2 has highlighted the need for new broad-spectrum antivirals. Four years after the beginning of the pandemic, therapeutic alternatives are still lacking. The laboratory is committed to finding new antiviral molecules of natural origin, as plants are a relatively unexploited resource. In collaboration with the Pharmacognosy Laboratory of the Lille Faculty of Pharmacy, we are screening plant extracts against human cornaviruses (HCoV). A screening has revealed that Hypericum perforatum L. could have potentially active molecules. This plant has already been extensively studied for its antidepressant properties, and its pharmacological composition has already been revealed: its two major active ingredients are hypercin and hyperforin. On the one hand, hypericin has already been attributed antiviral activity against various enveloped viruses, including SARS-CoV-2. However, our results showed for the first time that its activity against human coronaviruses (HCoV) was light-dependent, acting on viral entry, directly on the viral particle. On the other hand, our dose-response tests of hyperforin has revealed pan-coronavirus activity, with IC50s in the nanomolar range against SARS-CoV-2 variants (0.22 to 0.68 nM), and in the micromolar range against HCoV-229E (1.12 µM), SARS-CoV (1.01 µM) and MERS-CoV (2.06 µM), with no cytotoxicity at active concentrations. These results were confirmed in primary respiratory epithelial cells cultured in an air-liquid interface, where an inhibition of SARS-CoV-2 and HCoV-229E infection was observed. We have also shown that its antiviral activity is not specific to HCoV, but is also active against yellow fever. Tests are underway on other viruses. In addition, combination tests have been initiated with remdesvir, a molecule currently used in the clinic: these tests show that the combination with remdesivir has an additive effect in vitro. Finally, tests to study the mechanism of action were initiated: kinetic tests revealed that the molecule is active at the viral replication stage. Further tests are currently underway to better characterize its mechanism of action.