IV-Différents traitements et essais thérapeutiques

Les différentes étapes de l'infection étant bien comprises et en attendant la mise au point toujours très hypothétique d'un vaccin, du fait de la grande variabilité des VIH, les chercheurs ont essayé de trouver des parades à chacune de ces étapes pour empêcher l'infection virale ou au moins pour la rendre plus difficile et la ralentir.

Action sur les récepteurs et les corécepteurs :

La toute première étape de l'infection par le VIH est la reconnaissance de la cellule cible et la fixation à cette cellule.
Le VIH doit entrer en contact avec la glycoprotéine de surface CD4 et avec un corécepteur : CXCR4 si la cellule cible est le lymphocyte LT4, CCR5 s'il s'agit d'un macrophage. CXCR4 et CCR5 sont des récepteurs à chimiokines (19) ou interleukines IL, hormones qui interviennent dans la communication entre les différentes cellules immunocompétentes (20). Ces chimiokines sont : SDF-1 (Stromal cell-Derived coFactor) pour le corécepteur CXCR4, RANTES (Regular-upon-Activation, Normal T Expressed and Secreted), MIP-1a (Macrophage Inflammatory Protein), et MIP-1b pour le corécepteur CCR5. Elles interviennent dans les réactions inflammatoires mais aussi (travaux d'équipes italiennes et américaines en 1996) pour inhiber la pénétration du VIH dans les cellules.


Certaines souches de VIH qui utilisent le corécepteur CCR5 vont se fixer préférentiellement sur les macrophages et qualifiées de ce fait macrotropiques. Ces virus qualifiés de "précoces".

D'autres souches qui utilisent le corécepteur CXCR4 se fixent de préférence sur les lymphocytes et sont qualifiées de lymphotropiques. Ces virus sont appelés virus "tardifs", car ils apparaissent lorsque le SIDA est développé. Ils utilisent en fait les deux corécepteurs et sont bloqués par la chimiokine SDF-1.
Dès les premières années de cette pandémie, les chercheurs ont été étonnés de constater une résistance au VIH chez environ 10% des Caucasiens (le Caucase est une chaîne de montagnes qui forme la limite conventionnelle entre l'Europe et l'Asie et qui s'étend sur 1 250 km entre la mer Noire et la Caspienne).
Ces personnes ne prenaient aucune précaution particulière (toxicomanie avec seringues partagées, rapports sexuels non protégés) et n'ont jamais contracté le SIDA.
Les généticiens se sont alors aperçus qu'ils possédaient tous une délétion (21) homozygote (22) (donc sur les 2 chromosomes concernés) de 32 nucléotides (23) dans le gène qui code la protéine CCR5.
De ce fait, le récepteur CCR5 n'était plus fonctionnel et le virus était incapable de se fixer sur les macrophages et donc d'infecter ces cellules.
Cette découverte a immédiatement suscité un grand espoir de lutte contre l'infection par le VIH, mais par la suite, on a répertorié des malades qui présentaient aussi cette délétion. Le VIH avait réussi à contourner cette résistance.
Voulant comprendre cette particularité des Caucasiens rencontrée sur aucun autre continent, les spécialistes ont émis l'hypothèse que toute cette population aurait déjà été en contact avec ce virus ou un virus proche du VIH au néolithique.
Seuls les individus ayant pu développer une résistance auraient alors survécu et correspondraient aujourd'hui à ces 10% résistants.
Les exploitations thérapeutiques de cette particularité ont été des tentatives pour masquer la gp120 et éviter ainsi la reconnaissance des récepteurs et corécepteurs, et des essais pour bloquer le site de liaison de la gp120 sur CCR5 par : - administration de molécules complémentaires de RANTES ou de composés de synthèse et d'antagonistes de chimiokines pour empêcher les communications entre cellule et VIH,- administration de fragments de CCR5 pour stimuler l'organisme à une production d'anticorps spécifiques,- greffe de moelle osseuse en provenance de donneurs atteints de la délétion homozygote des 32 nucléotides.
Les macrophages produits ensuite par la moelle greffée ne présenteront plus le corécepteur CCR5 et seront donc à l'abri d'une infection par le VIH.


Autres actions à l'extérieur de la cellule : une approche génétique

* Comme cela a été évoqué ci-dessus avec l'administration de fragments CCR5, l'un des buts recherchés a été d'augmenter les réactions de défense immunitaires des cellules infectées en inoculant des particules virales inactivées. C'est le principe de la vaccination qui est déjà utilisé avec succès pour la poliomyélite par exemple.

* Toujours avec le même objectif de faire produire des anticorps par le système immunitaire, on a inséré dans des cellules musculaires (ou d'autres cellules), un plasmide (24) contenant une séquence qui code une protéine de surface du VIH ou une partie d'une protéine de surface du VIH.
La cellule se met alors à produire cette protéine et l'exprime à l'extérieur de sa membrane. Il n'y a pas d'ARN ni d'ADN viral, donc pas de création de VIH comme dans une infection "normale". Le but recherché est évidemment qu'elle soit reconnue comme étrangère par le système immunitaire, qu'il la détruise, mais surtout que cela induise la fabrication d'anticorps spécifiques anti-VIH.

* Autre technique essayée pour faire en sorte que le virus ne puisse pas se fixer sur la membrane et empêcher ainsi sa pénétration : faire en sorte que les récepteurs (CD4 par ex.) ne soient plus enchâssés dans la membrane mais flottent librement dans le milieu extracellulaire. C'est ce que l'on appelle des récepteurs "solubles".
Pour cela, les chercheurs ont modifié le gène codant ces récepteurs, l'ont inclus dans un plasmide et l'ont ensuite intégré dans le noyau des cellules. Ces nouveaux récepteurs une fois exprimés ont quitté la cellule au lieu de se fixer dans membrane. C'est dans le plasma que les liaisons récepteurs / protéines de surface du VIH se sont faites, empêchant ainsi la fixation VIH / cellule.


Actions sur la fusion des membranes

Un nouveau médicament particulièrement efficace, qui empêche le virus du sida d'envahir les cellules de l'organisme, a été présenté à la quatorzième conférence internationale sur le sida, (7 au 12 juillet 2002 - à Barcelone, Espagne).
"Baptisé T-20, ce médicament pourrait redonner espoir aux malades atteints de virus qui résistent aux traitements actuels.
Celui-ci appartient aux inhibiteurs de la fusion, une nouvelle classe d'antiviraux qui diminuent considérablement la quantité de virus présent dans le sang (charge virale) des malades.
T-20 empêche le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) d'envahir les cellules du système immunitaire (T CD4) alors que les traitements existants agissent contre le virus quand celui-ci a déjà pénétré les cellules.

Deux expériences ont été réalisées : mille patients australiens, brésiliens, européens et nord-américains, chez lesquels les médicaments disponibles restent sans effet, ont servi de cobayes. Tous les sujets ont continué à prendre leur traitement. Les deux tiers d'entre eux se sont vus administrer, en plus, du T-20, à raison de deux injections quotidiennes.

*La première expérience a révélé que la charge virale de plus de 30% des patients sous T-20 avait baissé sensiblement au-dessous des niveaux de détection, après 24 semaines, contre seulement 16% des individus soumis aux anciens médicaments.

*Dans la seconde expérience, les taux étaient respectivement de 28% et 14%.Selon le professeur Bonaventura Clotet, responsable de la section sida à l'hôpital Germans Trias i Pujol de Barcelone et impliqué dans les recherches, le T20 est considéré par les scientifiques comme le médicament le plus complexe produit jusqu'à présent. T-20 est fabriqué par les laboratoires suisse Roche et américain Trimeris.
Cependant son coût prohibitif risque d'en limiter l'usage. On parle de 10 à 12 000 dollars par patient et par an". Un seul chiffre : chaque année, plus de trois millions de personnes atteintes du SIDA décèdent.


Actions sur la rétrotranscription

Approche médicamenteuse : les inhibiteurs de la transcriptase inverse (ITI).
Ce sont des molécules qui interviennent dans la cellule pour entraver l’action d’une enzyme virale, la transcriptase inverse ou RT, et empêcher ainsi la transcription de l’ ARN du virus en ADN viral qui parasite l’ ADN de la cellule hôte.
Ces produits ont été les premiers utilisés dans la lutte contre la multiplication du virus dans l’organisme dès les années 80 (AZT commercialisé en 1987, c'est un homologue de nucléotide qui inhibe l'action de la reverse transcriptase) et le début des années 90 (ddI, ddC).
La famille s’est agrandie, et l’on compte aujourd’hui près d’une dizaine d’inhibiteurs de la transcriptase inverse : AZT (Rétrovir®), ddI (Videx®), ddC (Hivid®), 3TC (Epivir®), d4T (Zérit®), AZT+3TC (Combivir®), névirapine (Viramune®), delavirdine (Rescriptor®), efavirenz (Sustiva®).

Approche par thérapie génique : la production d'anticorps intracellulaires

Principe : Les anticorps (AC) que produisent nos lymphocytes B (LB) pendant les réactions immunitaires à médiation humorale sont des protéines extrêmement complexes, avec 2 chaînes lourdes et deux chaînes légères, reliées par des ponts disulfure.
Cet ensemble a grossièrement la forme d'un Y et chaque chaîne possède une partie constante (en brun sur le schéma) et une partie variable (en vert). Ce sont ces dernières qui déterminent deux sites de reconnaissance de l'antigène (AG).
Cependant, la fabrication d'un AC est tellement complexe que la plupart de nos cellules n'en sont pas capables (hormis les LB).
Pour pallier cette difficulté, les chercheurs ont mis au point et développé des AC beaucoup plus simples, mais qui gardent leur propriété essentielle de reconnaissance et de fixation de l'AG : ce sont les SCA (Single Chain Antibody ou anticorps à chaîne simple).
Pour qu'ils soient efficaces et en même temps qu'ils puissent être synthétisés par nos cellules (LT4 et macrophages), ces SCA ne seront constitués que d'une seule chaîne, formée par l'assemblage d'une chaîne légère et du fragment terminal NH2 d'une chaîne lourde.
Ces deux éléments ne seront plus reliés par des ponts disulfure mais par une chaîne d'acides aminés.
Les chercheurs ont réussi à mettre au point un tel gène qu'ils ont introduit dans des cellules prélevées dans de la moelle osseuse de patients, grâce à des vecteurs viraux qui ont intégré ce gène à l'ADN. La moelle contenant ces cellules modifiées par thérapie génique a ensuite été réinjectée au patient.
Les nouvelles cellules remplacent progressivement les anciennes.
Malheureusement, ces essais ont été assez décevants car dirigés au départ uniquement contre la rétrotranscription.
En effet, dans sa capside, le virus possède la RT (protéine responsable de cette rétrotranscription) qui est déjà au travail au moment de l'infection de la cellule modifiée. Les anticorps SCA ont eu de ce fait un effet très limité.
De plus, ces cellules subissent des assauts constants des virus et finissent par céder. Mais ces anticorps SCA ont été par la suite adaptés à d'autres phases de l'infection : SCA dirigés contre l'intégrase par ex. et les chercheurs se sont rendu compte que pour lutter efficacement contre le VIH, il faut utiliser simultanément plusieurs types de thérapie génique et y associer des médicaments antirétroviraux.


Les antiprotéases (AP) :

Approche médicamenteuse : les inhibiteurs de la protéase (IP) En 1996, de nouvelles molécules sont apparues sur le marché, agissant à un autre stade de la reproduction du VIH en s’attaquant à l’activité de la protéase, enzyme virale qui permet la maturation des nouveaux virus créés par la cellule infectée.
Grâce à l’action des antiprotéases (qui sont jusqu'à 1000 fois plus puissantes que les ITI ou inhibiteurs de la transcriptase inverse), la cellule produit des virions immatures incapables d’infecter de nouvelles cellules. Parmi ces nouvelles molécules : ritonavir (Norvir®), indinavir (Crixivan®),saquinavir (Invirase® et Fortovase®), nelfinavir (Viracept®).
On sait aujourd'hui que les antiprotéases ne guérissent pas les malades mais permettent de diminuer considérablement la charge virale (quantité de virus présents dans le sang) et, associés par deux ou trois (bi ou trithérapies), elles ont permis, chez de nombreux malades, de rendre cette charge virale indétectable.

Approche par thérapie génique : la production de "pièges" à protéines (anticorps anti-protéine)Le but recherche est d'empêcher l'expression de l'ADN viral lorsqu'il est inséré dans l'ADN cellulaire.
Pour que cette expression se fasse normalement, on sait qu'il faut l'intervention des protéines Tat (qui augmente l'expression des gènes du VIH en se fixant sur une séquence TAR de l'ARNm) et Rev (qui diminue la fréquence d'épissage en se fixant sur la séquence RRE), entre autres. Une solution serait donc de modifier ces protéines ou d'empêcher leur action. Des essais ont été menés pour introduire dans l'ADN cellulaire des gènes codant pour les séquences RRE et/ou TAR.
Cet ADN ainsi modifié produit des ARNm qui piègent les protéines Rev ou Tat, empêchant de ce fait la production d'ARN viral et donc le production de VIH.


Les ribosymes :

C'est en 1983 que des chercheurs d'une université de Californie découvrirent, chez un protozoaire, un ARN ribosomial qui fonctionnait comme une enzyme et qu'ils baptisèrent ribosyme. En 1953 que Watson émit sa théorie (le Dogme de Watson) .
La compréhension de la reverse transcription ou transcription inverse allait bouleverser ce dogme car un ARN (celui du VIH) pouvait, grâce à la rétrotranscription, être transcrit en ADN, mais était aussi capable de réplication. Le nouvel ADN fait partie intégrante du génome "muté" de la cellule.
Si l'ADN nouvellement intégré comporte un oncogène, la cellule devient cancéreuse ; si c'est l'ADN du VIH, elle fabrique de nouveaux virus.
Aujourd'hui, on connaît mieux les ribosymes, acides nucléiques capables de scinder l'ARN en deux séquences homologues.
Les chercheurs ont donc développé un gène dont l'expression donne naissance à des ribosymes capables de couper l'ARN viral après reconnaissance d'une séquence particulière.
Le but est d'empêcher la formation d'un ARN viral complet ou suffisamment grand pour qu'il contienne les gènes les plus longs.
Cet ARN incomplet n'induit plus la production de VIH.
L'utilisation de ces ARN à activité enzymatique ou ribosymes est une thérapie génique dite "antisens" car elle permet de dégrader une séquence déterminée d'ARN et donc de la neutraliser.


Action sur la conformation de l'ADN cellulaire :

On connaît parfaitement la structure en double hélice de l'ADN, ainsi que les mécanismes qui permettent sa transcription en ARNm : ouverture de cette double hélice par une enzyme, puis copie d'une séquence de cet ADN en ARNm.
L'idée des chercheurs a été de transformer, dans les cellules cibles du VIH, la double hélice en triple hélice, de façon que l'ouverture qui précède la traduction en ARNm devienne impossible.
Du point de vue technique, cette triple hélice a été formée à adjoignant à l'ADN cellulaire (déjà "piraté" par l'ADN viral) un ADNc complémentaire de l'ADN viral.
On peut imaginer cet ADN très particulier en ajoutant une troisième hélice pour en faite un ADN tricaténaire.

Toujours dans le cadre des actions sur les acides nucléiques, une autre technique a été abordée : bloquer l'ARNm viral avant qu'il ne puisse commencer sa traduction au niveau des ribosomes de la cellule, c'est-à-dire empêcher la formation des protéines précurseurs du VIH. Pour cela, les chercheurs ont produit un ADN parfaitement complémentaire à l'ARNm viral qui a pour rôle de se lier avec l'ARNm. La traduction au niveau des ribosomes devient impossible.


Action sur les protéines précurseurs ou polyprotéines :

Cette technique agit sur les gènes qui codent les polyprotéines : gènes rétroviraux ou gènes de structure.
Ces polyprotéines seront soumises à l'action d'une protéase pour les clivages.

* Le gène gag (groupe antigénique) qui code une protéine Gag prp55 précurseur, c'est-à-dire qu'elle sera ensuite clivée en plusieurs autres protéines : p17 et p24 pour les capsides ; p7 et p9 qui sont des protéines de la nucléocapside.
* Le gène pol (polymérase) code la protéine précurseur Pol prp180 qui sera clivée en p66 et p51 (reverse transcriptase), p32 (intégrase) et p10 (protéase).
* Le gène env (enveloppe) code une protéine Env pr gp160 précurseur qui sera clivée en gp41 et gp120, les deux protéines qui constituent les "spicules" de l'enveloppe.
Le but est d'empêcher l'action de la protéase sur les polyprotéines de façon à ce que la maturation des protéines virales ne se fasse pas. Cette technique par antiprotéase est essentiellement médicamenteuse et non dénuée d'une certaine toxicité.


Action sur le bourgeonnement des VIH :

Retour aux anticorps SCA .
Le but est d'empêcher le bourgeonnement des virus et en particulier le fait que la capside, une fois formée dans le cytoplasme, s'entoure d'une partie de la membrane cellulaire sur laquelle les protéines gp120 et gp 41 se sont fixées.
On dirige donc des anticorps SCA contre les protéines virales.
D'autres essais ont été menés en intégrant à l'ADN cellulaire un gène qui code un récepteur soluble, capable de se fixer sur les protéines virales, les rendant ainsi inopérantes. Le complexe récepteur soluble - protéine virale est ensuite rapidement dégradé dans les lysosomes (ce sont des compartiments cellulaires chargés des dégradations).

Toutes ces méthodes ont rencontré plus ou moins de succès et n'en sont restées qu'à l'état d'essais thérapeutiques. Dans la majorité des cas, le VIH a trouvé le moyen de contourner ces obstacles.
De toutes façons, c'est une combinaison de ces thérapies géniques, associée à une multithérapie pharmacologique, qui permettra de réduire très significativement la charge virale.

Ce mécanisme, nous voulons vous le présenter sous la forme d'une vidéo, mais il fallait avant tout l'expliquer à l'écrit.Voici l'adresse de cette animation qui consiste *premièrement: le cycle rétroviral du virus réussi *deuxièmement: les mécanismes possibles de stopper son cycle de réplication dans les cellules cibles et leur propagation dans tout l'organisme.
http://www.youtube.com/watch?v=0SOzJVrqBbU