Découverte de composés antiviraux à large spectre
Des candidats médicaments identifiés par ordinateur confirmés avec succès par des expériences en laboratoire
Une équipe de recherche interdisciplinaire impliquant le Centre allemand de recherche sur les infections (DZIF) a identifié deux médicaments antiviraux candidats efficaces contre un large éventail de virus. L'étude démontre comment la combinaison de la modélisation assistée par ordinateur et de la validation en laboratoire peut accélérer le développement de nouveaux médicaments antiviraux. Les chercheurs ont utilisé des simulations informatiques pour rechercher des processus métaboliques spécifiques nécessaires à la reproduction virale mais non vitaux pour la cellule elle-même. Grâce à cette méthode, l'équipe a identifié deux agents actifs qui ont combattu avec succès divers virus lors de tests initiaux en laboratoire. L'étude a été publiée récemment dans la revue Communications Biology.
La pandémie de COVID-19 a mis en évidence le besoin urgent de médicaments antiviraux dotés d'un large spectre d'activité, à la fois pour traiter les infections actuelles et pour prévenir l'apparition de nouveaux agents pathogènes susceptibles de provoquer une pandémie. Une équipe de recherche interdisciplinaire composée de bioinformaticiens, de biologistes des systèmes et de virologues a mis au point une méthode prometteuse qui combine la modélisation informatique et les essais expérimentaux. Cette méthode permet d'accélérer l'identification et le développement d'agents antiviraux, qui prennent beaucoup de temps et qui pourraient s'avérer cruciaux en cas de pandémies futures.
Détection de cibles potentielles pour les thérapies antivirales
À partir de données provenant de tissus infectés par des virus, l'équipe de recherche internationale a développé des modèles informatiques représentant le métabolisme complexe des cellules. L'équipe a ensuite utilisé ces modèles spécifiques aux tissus pour simuler la réplication de divers virus à ARN, particulièrement importants en raison de leur potentiel pandémique. La modélisation a révélé des processus métaboliques dont les virus ont besoin pour se répliquer, mais qui ne sont pas essentiels à la survie cellulaire.
"Grâce à ces modèles, nous avons prédit des voies métaboliques spécifiques essentielles à la réplication virale, qui représentent des cibles potentielles pour les thérapies antivirales", explique le professeur Andreas Dräger de l'université Martin Luther de Halle-Wittenberg. Jusqu'au début de cette année, le professeur Dräger était chercheur DZIF à l'Institut de bioinformatique et d'informatique médicale de l'université de Tübingen.
"Nous avons ensuite recherché dans les bases de données de médicaments existantes des substances qui inhibent précisément ces processus métaboliques", explique Alina Renz, premier auteur de l'étude. Étant donné que la plupart des virus ont des exigences de base similaires en matière de réplication, l'équipe internationale de chercheurs allemands, français, italiens, grecs et australiens pensait que cette stratégie pourrait être utilisée pour inhiber une grande variété de virus.
Identification de substances à large activité antivirale
"Michael Schindler, chef de la section de virologie moléculaire à l'Institut de virologie médicale et d'épidémiologie des maladies virales de l'hôpital universitaire de Tübingen. Des expériences d'infection sur des cultures cellulaires ont confirmé que les deux médicaments candidats - la phénformine et l'atpénine A5 - inhibent efficacement la réplication virale.
"La phénformine interfère avec le métabolisme de la cellule et a donc été précédemment utilisée comme médicament pour le diabète de type 2", explique le professeur Christoph Kaleta de l'Institut de médecine expérimentale de l'université de Kiel et de l'hôpital universitaire de Schleswig-Holstein. "La phénformine étant bien caractérisée pour une utilisation chez l'homme, nos résultats pourraient être utilisés pour mettre en place un traitement de soutien contre les infections à corona ou à flavivirus à relativement court terme".
Lors d'expérimentations animales sur des hamsters infectés par le SRAS-CoV-2, la phenformine a réduit de manière significative la charge virale dans les voies respiratoires. Dans des cultures cellulaires, la phenformine a également inhibé la multiplication des virus de la dengue, pour lesquels il n'existe actuellement aucun traitement approuvé.
Des études cliniques approfondies sur l'utilisation de la phenformine en tant qu'agent antidiabétique ont déjà établi sa sécurité chez l'homme. D'autres études cliniques sont nécessaires pour déterminer si la phenformine a un effet antiviral chez l'homme. En revanche, l'atpénine A5 est une substance expérimentale qui démontre la faisabilité de l'approche méthodologique en culture cellulaire. D'autres études doivent être menées pour déterminer si des variantes de la substance peuvent être utilisées dans des modèles animaux où elles sont à la fois tolérées et ont un effet antiviral.
Selon les scientifiques, les méthodes développées et les médicaments candidats identifiés constituent une étape importante dans le développement rapide de traitements potentiels pour les futures pandémies.
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Publication originale
Alina Renz, Mirjam Hohner, Raphaël Jami, Maximilian Breitenbach, ... Manuel Rosa-Calatrava, Andrés Pizzorno, Andreas Dräger, Michael Schindler, Christoph Kaleta; "Metabolic modeling elucidates phenformin and atpenin A5 as broad-spectrum antiviral drugs against RNA viruses"; Communications Biology, Volume 8, 2025-5-23
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