Projets et candidats lauréats

Objectifs : Ce projet s’inscrit dans le cadre de l’essai SMILE, une étude multicentrique ouverte de phase 2/3, randomisée, évaluant l’innocuité et l’effet antiviral d’un inhibiteur de l’intégrase le dolutegravir associé au darunavir/ritonavir (DRV/r) versus une trithérapie antirétrovirale classique ininterrompue. Trois cents enfants infectés par le VIH-1 et contrôlé d’un point de vue virologique depuis au moins 1 an (ARN du VIH-1 <50 c / mL) ont été inclus en Europe occidentale et orientale, Afrique du Sud, Thaïlande, Ouganda et d’Amérique latine. Les buts de ce volet complémentaire seront de décrire la pharmacocinétique du dolutegravir et du darunavir ainsi que leur forme libre (active) dans une large population d’enfants, afin de comprendre les facteurs à l’origine de la variabilité interindividuelle et de déterminer la posologie optimale pour chaque enfant. Nous vérifierons également si l’interaction décrite entre dolutegravir et darunavir ne modifie pas significativement les concentrations de ces composés. Nous tenterons de relier ces concentrations à la charge virale des enfants. Ces résultats seront importants pour le traitement des enfants, compte tenu de la place que prennent ces 2 molécules.

Situation du sujet : La pharmacocinétique du dolutégravir n’a été établie que dans 2 études (IMPACTP1093 et Odyssey), soit chez 10 et 26 enfants, ce qui ne permet pas d’évaluer et d’expliquer la variabilité interindividuelle. De plus, le darunavir est donné en une prise par jour chez des enfants de 6 à 12 ans suite à des simulations mais cette dose n’a jusqu’ici jamais été administrée à l’enfant dans un essai clinique. Aucune donnée concernant la forme libre, forme active de la molécule, n’a été rapportée ni pour le darunavir, ni pour le dolutegravir chez l’enfant. Une interaction pharmacocinétique a été montrée entre ces 2 molécules mais ne semble pas avoir d’impact clinique chez l’adulte.

Problématique : Nos hypothèses de travail sont que i) la variabilité interindividuelle des concentrations chez l’enfant peut être expliquée par des facteurs comme le poids, l’âge, la bilirubine, ii) la posologie optimale peut être déterminée en fonction de ces facteurs  ii) les variations de niveau de protéines plasmatiques de l’enfant modifient la fraction libre, active de médicament et celle-ci peut être relié à l’issu virologique du traitement iii) l’impact de l’interaction pharmacocinétique entre le darunavir et le dolutegravir peut être négligé.    

Méthode : Un ou 2 prélèvements de sang sont prévus aux semaines 4, 12 et 24 de traitement, les concentrations d’antirétroviraux de la forme totale et de la forme libre seront dosées par LC-MS/MS. Les données de concentrations seront analysées selon une approche de population. Le lien entre la détectabilité de la charge virale et les expositions (forme libre) à toutes les molécules prises par le patient sera étudié grâce à une régression logistique.  

Echéancier des travaux : Le rendu des analyses se fera d’ici septembre 2021.

Résultats attendus : Ce travail permettra de décrire la pharmacocinétique du dolutegravir et du darunavir ainsi que leur forme libre (active) chez 150 enfants, nous tenterons de relier ces concentrations à la charge virale des enfants. Nous déterminerons la posologie optimale de darunavir et de dolutegravir à administrer quel que soit l’âge, le poids de l’enfant.

La méthode RDS (« respondent-driven sampling » ou échantillonnage dirigé par les répondants) est une méthode de recrutement basée sur les pairs.  Des personnes de la population d’intérêt y recrutent des individus de la même population en cascade sur plusieurs vagues de recrutement. Cette méthode permet d’atteindre des populations difficiles d’accès par des moyens traditionnels pour des raisons sociales et/ou discriminatoires.

Les études utilisant le recrutement RDS dans l’objectif d’estimer la prévalence du VIH portent sur des populations clefs dites à « hauts risques », difficiles à étudier comme : la population trans, les travailleurs du sexe et les hommes qui ont des rapports avec des hommes (HSH) et plus récemment, les jeunes HSH en France. La mise en place de stratégies de prévention combinées incluant la prophylaxie de pré-exposition (PrEP) est complexe dans ces populations. De nombreuses méthodes de recrutement ont été testées s’appuyant sur le recours aux associations et aux réseaux de soins. Cependant, la RDS n’a jamais été évaluée dans un objectif d’implémentation d’un programme de prévention.

Au Brésil, où la population HSH reste discriminée, une étude RDS dans 12 grandes villes brésiliennes en 2016 a montré la prévalence toujours élevée de l’infection à VIH. Mais lorsque la PrEP a été introduite, en 2017, on a plutôt eu recours à la constitution de cohortes d’HSH avec un recrutement « classique » par le biais d’institutions, comme dans l’étude « Combina » réalisée dans 5 grandes villes brésiliennes. Dans ces cohortes, les participants sont venus d’eux même en consultation dans le but précis de prendre la PrEP : Il est probable que leurs caractéristiques diffèrent de celles qu’aurait permis un recrutement RDS démarré grâce à des individus issus de populations difficiles d’accès par les canaux traditionnels.

Notre hypothèse est que le profil des populations de ces cohortes « classiques » diffère des populations recrutées par RDS, de par leurs critères socio-démographiques et comportementaux. L’utilité d’une approche RDS en tant que stratégie de recrutement dans un programme de prévention combinée n’est pas formalisée et son impact potentiel sur l’épidémie de VIH méconnu.

L’objectif du travail sera de comparer les caractéristiques des personnes recrutées dans Combina, une cohorte « classique », à celui des personnes recrutées dans une étude RDS dans les mêmes villes brésiliennes et à la même période. Les étapes suivantes seront nécessaires afin de permettre un travail joint des équipes brésiliennes et françaises à partir des données brésiliennes: 1) la traduction en Anglais des questionnaires permettant d’avoir une base commune ; 2) L’identification de variables socio-démographiques et de comportement recueillies conjointement dans Combina et dans l’étude RDS de 2016 permettant une comparaison directe les populations ; 3) l’alignement des variables qui diffèrent entre les questionnaires mais explorent des entités comparables afin d’augmenter l’information disponible; 4) finalement une analyse quantitative des résultats entre les deux enquêtes.

Les résultats obtenus permettront l’écriture d’un projet portant sur l’implémentation d’études RDS interventionnelles au Brésil ainsi qu’à un projet de modélisation et simulation de l’impact du recrutement RDS dans l’implémentation de mesures de prévention combinées. Il permettra également une réflexion sur la transposabilité de ces approches en contrastant avec les caractéristiques de cohortes et RDS actuellement en cours en France.

Le projet entre dans la continuation d’une collaboration France-Brésil. Il implique des équipes brésiliennes qui ont mis en place et analysés les deux dernières enquêtes RDS de grande envergure au Brésil, ainsi que le programme Combina. L’équipe française est spécialisée dans l’analyses de données et la modélisation de l’impact d’intervention sur des processus épidémiques. Ils ont également une connaissance approfondie des outils d’analyse des enquêtes RDS et sont à l’origine de la première étude française combinant le recrutement RDS à un programme de prévention combiné (ANRS-TRUST).

Les travaux antérieurs de notre équipe sur l’évolution de VIH en France ont montré que la pression de sélection exercée à l’échelle individuelle par la réponse neutralisante se répercutait à l’échelle de l’espèce virale (échelle populationnelle). Cette évolution est matérialisée par une augmentation de la résistance à la neutralisation du VIH-1 de sous-type B sur 20 ans d’épidémie, entre 1987 et 2010, et du VIH-1 de clade CRF02_AG entre 1997 et 2012. Cette évolution était également associée à une augmentation des propriétés infectieuses du virus en culture cellulaire. Cependant, l’évolution semble nettement moins marquée sur la seconde période d’étude. On peut se poser la question d’un plateau d’adaptation du VIH à la réponse neutralisante humorale de l’homme et, compte tenu du rôle des glycoprotéines d’enveloppe, on peut également s’interroger sur l’évolution des propriétés phénotypiques du virus comme son infectivité en culture cellulaire.

Plusieurs anticorps monoclonaux neutralisants à large spectre (broadly neutralizing antibodies ou bNAbs) sont désormais dans des essais cliniques avancés (phase 2 ou 3) pour une utilisation thérapeutique, en prophylaxie et dans des stratégies de cure fonctionnelle. Contrairement aux antirétroviraux actuellement disponibles, les outils de prédiction génotypique de leur activité in vitro ne sont pas suffisamment développés mais sont pourtant cruciaux pour guider le choix des bNAbs à utiliser dans les essais cliniques et pour la sélection des patients à inclure dans ces études afin d’en optimiser les chances de succès et en comprendre les résultats.

Les principales questions auxquelles nous souhaitons répondre dans ce projet sont :

1) L’évolution de la sensibilité du VIH-1 de sous-type B et CRF02_AG à la neutralisation s’est-elle poursuivie au cours des 10 dernières années ?

2) Quel impact de cette évolution sur la sensibilité aux bNAbs actuellement envisagés en clinique sur les souches circulant en France ces dernières années, échantillons représentatifs de la diversité virale ?

Pour cela nous produirons des virus pseudotypés porteurs des protéines d’enveloppes de variants T/F (transmitted/founder viruses) de sous-types B et CRF02_AG issues de prélèvements de patients identifiés au stade de la primo-infection collectés entre 2019 et 2022 (cohorte ANRS PRIMO). La sensibilité à la neutralisation de ces virus sera étudiée vis à vis de sérums neutralisants et d’un panel de bNAbs en cours d’essais cliniques. L’infectiosité en culture cellulaire sera également mesurée pour évaluer l’impact sur les propriétés fonctionnelles.

La sensibilité au même panel de bNAbs sera également mesurée pour des virus pseudotypés porteurs des protéines d’enveloppes de variants T/F représentatifs d’une très grande diversité (sous-types purs et CRFs) des virus récemment transmis en France (2019-2022). L’ensemble des données de neutralisation (B, CRF02_AG et autres génotypes) permettra d’identifier les bNAbs ou l’association de bNAbs qui devront être privilégiés ultérieurement pour des essais cliniques.

3) Peut-on prédire par un test génotypique l’activité neutralisante des bNAbs de manière pangénotypique ou au niveau du sous-type?

Les données de neutralisation (concentration inhibitrice 50) seront couplées aux données de séquençage (gène env complet) pour l’ensemble du panel de virus (>200 variants T/F) pour améliorer les outils de prédictions génotypiques existants et évaluer les performances sur les génotypes majoritaires (B notamment) et ceux moins étudiés dans les panels actuels (CRF02_AG et autres recombinants).

La méthodologie en place ainsi que les banques de virus disponibles dans notre laboratoire, l’importance relativement unique de la diversité du VIH-1 en France, et l’opportunité de disposer de matériel biologique collecté depuis dans la cohorte ANRS PRIMO (prélèvements précoces, collectés au stade de primo-infection ou séroconversion récente, donc contenant des virus T/F), nous permettront de répondre avec pertinence aux questions posées et ainsi de situer notre recherche en bonne position au plan international.

Le virus de l'hépatite B (VHB) est l'un des agents pathogènes humains les plus graves : environ 250 millions de personnes souffrent d'hépatite B chronique et environ 800 000 en meurent chaque année. Le VHB est un virus enveloppé avec une nucléocapside icosaédrique contenant de l'ADN partiellement double brin (rcDNA). Le composant élémentaire de la capside est un dimère de la protéine Core de 183 résidus (ou 185 selon le génotype): les 149 résidus N-terminaux (Cp149) constituent le domaine d'assemblage qui peut s'auto-assembler in vivo et in vitro en capsides icosaédriques avec principalement une triangulation T = 4 (120 dimères). Les 34 (ou 36) acides aminés restants, riches en arginine, constituent le domaine C-terminal (CTD) qui est essentiel pour l'encapsidation de l'ARN viral prégénomique (pgRNA) par Core. Le CTD peut être phosphorylé jusqu'à 7 fois in vivo, mais seuls trois sites de phosphorylation sont nécessaires à l'encapsidation. Un mutant recombinant de Core a été conçu pour imiter ce scénario en remplaçant les trois sérines clés par des glutamates (Cp183-EEE). Enfin, des molécules qui perturbent l'assemblage de la capside (CAMs pour capsid assembly modulators) en interférant avec les contacts entre les dimères de Core sont de puissants inhibiteurs in vitro de la réplication du VHB et de nouvelles options potentielles de médicaments anti-VHB. Des études in tubo sur la Cp149 ont révélé les modes d'action potentiels des CAMs. Les CAMs semblent agir soit en favorisant l'assemblage, conduisant à la formation de capsides vides (CAM-E), soit en les détournant de la voie d'assemblage, conduisant à des capsides malformées et aberrantes (CAM-A). Certains CAM ont également démontré des effets supplémentaires in vitro, y compris la perturbation de capsides déjà formées et la diminution de l'ADN viral nucléaire (cccDNA).

Nous proposons ici de capitaliser sur notre méthodologie biophysique et structurale originale, qui combine la physique des objets biologiques et la virologie structurale, pour clarifier le mode d'action d'une nouvelle série prometteuse de CAMs basée sur le composé à squelette glyoxamide GLP-26 (Amblard et al, 2020, 2023). Notre méthodologie combine la diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS) sur des sources synchrotron et la cryo-microscopie électronique (cryo-EM), y compris des études résolues en temps. Nous l'avons validée avec la caractérisation de deux composés CAM-A et CAM-E prototypiques (Kra et al, 2023). Dans ce projet suite, nous étendrons la méthodologie d’une part à la photométrie de masse, une technique en molécule unique, d’autre part à la modélisation structurale des données SAXS grâce à des simulations Monte Carlo et l'apprentissage automatique. Cette méthodologie modifiée permettra de travailler dans des conditions moins artificielles que celles utilisées jusqu'à présent dans la biophysique de Core. Ainsi des concentrations particulièrement faibles de Core seront utilisées, dans lesquelles il est possible de différencier les comportements d'assemblage de Cp149 et de Cp183/Cp183-EEE, en particulier en présence de CAMs. L'accent sera mis sur deux séries distinctes de CAMs dérivés de GLP-26 : d’une part la forme active d’un dérivé actuellement en essais cliniques, ALG-00184 ; d’autre part des dérivés à double tête GLP-26 (D-CAMs), dont nous venons de montrer qu'ils ont des effets atypiques sur l'assemblage de la capside (Amblard et al., en révision), effets qui doivent être clarifiés.