Thread by @Locuste_

🐞 THREAD 🐞

Aujourd'hui, ma mission consiste à vous présenter le PAXLOVID™, un nouveau candidat-traitement contre le COVID-19.

Je finis mon sport et je suis à v...
Ouch !

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Pas d'inquiétude, je vais bien !

Passons dès maintenant aux choses sérieuses, avec, pour commencer, un focus sur le SARS-CoV-2, agent responsable de la maladie infectieuse respiratoire appelée COVID-19.

Au coup d'envoi de l'infection, la protéine Spike du virus se lie à l'enzyme ACE2 présente à la surface de notre cellule.

Spike est la clé, ACE2 la serrure.

Crédit : Markus Hoffmann / German Primate Centre.

Une fois la liaison établie, la protéine Spike a besoin d'être clivée pour découvrir son peptide de fusion, celui-là même qui permet la... fusion de l'enveloppe virale avec la membrane cellulaire.

Le plus souvent, ce clivage est assuré par une autre de nos enzymes : TMPRSS2.

Mais le virus a plusieurs cordes à son arc : il peut tout aussi bien faire cliver sa Spike dans les endosomes, via une autre de nos enzymes appelée Cathepsine L.

C'est la voie dite endosomale.

Après la fusion du virus avec la cellule, son ARN est largué dans le cytoplasme.

Cet ARN y rencontre nos ribosomes qui vont le traduire en protéines, exactement comme ils le feraient avec nos propres ARNm (voir ci-dessous).

Soulignons qu'à ce stade, les ribosomes ne traduisent pas l'ARN viral tout entier, mais seulement la portion ORF1ab, qui représente tout de même les 2/3 du génome viral.

La traduction par les ribosomes du gène ORF1ab donne naissance à deux polyprotéines : Pp1a et Pp1ab.

🐞Pp1a est une chaîne de 11 protéines fixées les unes aux autres.

🐞Pp1ab est une réplique exacte de Pp1a, mais au bout de laquelle sont greffées 5 autres protéines assemblées.

Ces protéines ne seront pas intégrées à la structure du prochain virus : leur seul rôle est de participer (directement ou indirectement) à sa réplication dans notre cellule.
Par conséquent, on dit que ce sont des protéines non-structurales.

On leur a donc attribué des noms génériques allant de NSP1 ou NS1 (Non-Structural Protein 1) à NSP16 ou NS16.

Quelques-unes ont toutefois le privilège de posséder un voire plusieurs autres noms, plus personnels (comme on a pu le constater plus haut, NSP3 est appelée PLpro).

En l'état, ces protéines ne sont pas fonctionnelles : il faut tout d'abord les séparer les unes des autres. Ce rôle incombe à NSP3 et NSP5. Les deux protéines (qui sont des protéases) vont s'auto-libérer de la chaîne dans un premier temps, puis détacher les autres en coupant

leurs liaisons aux bons endroits.

NSP3 (ici, PLpro) s'occupe de NSP1 et NSP2, tandis que NSP5 (ici, 3CL pro) se charge de toutes les autres.

Après la libération, chaque NSP se met au travail en s'acquittant d'une ou plusieurs tâches précises, complémentaires de celles des autres.

Certaines protéines vont s'assembler, formant ainsi le complexe réplicase-transcriptase auquel on doit la transcription et la réplication de l'ARN viral.

Pour en savoir plus, lisez mon thread sur le Molnupiravir.

https://twitter.com/Locuste_/status/1457314954885926915

D'autres NSP œuvrent, quant à elles, à perturber notre réponse immunitaire (innée) en diminuant son intensité...

Mais aujourd'hui, on va se focaliser sur NSP5.

Celle-ci a l'honneur de posséder plusieurs noms. Parfois, on la nomme 3 CL protease ; parfois, Mpro (Main protease).

C'est ce dernier nom que je vais conserver pour la suite du thread.

En plus d'assurer le clivage de 11 NSP comme nous l'avons vu, MPro serait très nuisible à la barrière hémato-encéphalique.

Qu'est-ce que la barrière hémato-encéphalique ?
Une protection physique et métabolique isolant le milieu cérébral de la circulation sanguine.

Concrètement, elle barre la route aux substances étrangères (d'où la difficulté d'atteindre le cerveau avec des médicaments) ou potentiellement toxiques, tout en livrant passage aux nutriments essentiels pour le cerveau.

Attention, il ne faut pas s'imaginer cette barrière comme un globe entourant le cerveau.

La représentation ci-dessous est bien sûr trompeuse.

Non, la barrière hémato-encéphalique se situe en fait au niveau des capillaires cérébraux (capillaire = petit vaisseau sanguin très fin), lesquels forment un réseau de plusieurs centaines de kilomètres.

Les cellules endothéliales tapissant l'intérieur de la paroi du capillaire sont très étanches et se veulent les composants essentiels de cette barrière.

Par-dessus, on retrouve la lame basale, les péricytes et les astrocytes, qui isolent encore un peu plus le sang du cerveau.

Les cellules endothéliales sont reliées entre elles par des jonctions serrées (constituées de protéines transmembranaires dont l'une d'elles est la Claudine, un nom qui m'amuse beaucoup, mais il faut savoir que ça vient du latin, car en latin, claudere = fermer) et adhérentes

qui bouchent efficacement le passage.

Le transfert des molécules essentielles vers le cerveau se fait par le biais de transporteurs spécifiques (qui, ici, prennent en charge du glucose ou des acides aminés, sur lesquels je reviendrai plus tard).

Les molécules à haut poids comme les protéines sont, elles, prises en charge par des récepteurs spécifiques.

Enfin, la dégradation des substances potentiellement toxiques est assurée par des enzymes.

Vous l'aurez compris, le système est parfaitement bien rôdé.

Le cerveau, une forteresse inexpugnable ?
Malheureusement, pas toujours.
En effet, cette barrière a aussi des points faibles.

Parmi ces faiblesses, une protéine baptisée NEMO (rien à voir avec le poisson), qui se trouve dans les cellules endothéliales cérébrales (CEC).

Lors d'une infection des CEC par SARS-CoV-2, cette protéine NEMO se veut un rouage de la réponse immunitaire via les fameux interférons de type 1 (rappel : les interférons de type 1 sont des molécules antivirales de l'immunité innée, c'est-à-dire la première ligne de défense

de notre organisme face au virus).

Pour cette raison sans doute, MPro s'attaque à NEMO en la clivant.

nature.com/articles/s4159…

Vous allez me dire : « Rien de nouveau, car ce virus altère déjà la réponse immunitaire dans toutes les cellules qu'il infecte. »
Et vous auriez presque raison.

Presque, car nous sommes ici dans un cas de figure très particulier.

En effet, la survie des cellules endothéliales cérébrales dépend directement de NEMO : si on la zigouille, les cellules endothéliales cérébrales meurent.

Or, les CEC, comme nous l'avons vu, jouent un rôle incontournable dans le maintien de l'homéostasie cérébrale !

Si elles périssent, cela peut entraîner :

🐞Une rupture de la barrière hémato-encéphalique susceptible de causer des micro-hémorragies dans des zones où le sang n'est pas censé circuler en mode yolo.

🐞 Une baisse du débit sanguin (la faute à des capillaires non-fonctionnels car dépourvus de leurs cellules endothéliales) et donc d'irrigation du cerveau menant parfois au décès.

Ce bouleversement ne serait pas irrémédiable, mais pourrait favoriser l'émergence de troubles cognitifs ou de démences chez le patient atteint.

Qu'on se le dise : avec SARS-CoV-2, le danger peut venir de partout : même de protéines non structurales (comme ici MPro) qui vous paraissent insignifiantes.

Eh oui, les antivax : le virus tout entier est plus pathogène que la seule protéine Spike.
Réveillez-vous !

Bon, et si on introduisait tout doucement le Paxlovid dans ce thread ? Je parie que vous l'aviez oublié ! 😁

Administré par voie orale, le Paxlovid de Pfizer associe deux molécules : le PF-07321332 (paye ton nom barbare) et le Ritonavir.

Chacune aura droit à son petit topo, mais commençons par le... PF-07321332 (vive le copier-coller) dont voici la représentation (merci @duxpacis) :

Ce PF-07321332 est un inhibiteur de protéase, et comme certains l'auront deviné, il a pour cible... attention, roulement de tambours... MPro !

De là une question qui doit vous venir spontanément : par quel moyen peut-on inhiber une protéase ?

Vous pensez bien qu'il ne suffit pas d'appuyer sur un bouton OFF pour inactiver Mpro.

Alors, comment va faire le... PF-07321332 ?

Pour le savoir, nous allons de nouveau étudier Mpro. 😁

Comme on peut le voir, cette protéine ressemble à un cœur (ou à quelque chose de plus sexuellement connoté mais passons).

Elle comporte deux sous-unités identiques (même si ça ne se voit pas sous cet angle) qu'on appelle des protomères. L'une en rouge, l'autre en bleu.

Assemblés, ces deux protomères forment un dimère (et même un homodimère puisque les protomères sont identiques).

Attention : cela n'a rien à voir avec les D-dimères ,qui sont tout autre chose.
Je le précise au cas où un antivax passerait par là...

Personne :

Les antivax quand ils lisent « dimère » quelque part :

Reprenons.
Les deux protomères (ou sous-unités) de MPro doivent être associés pour garantir la pleine fonctionnalité de la protéase - je vous épargne les détails.

Chaque protomère abrite ce que l'on appelle un site catalytique, ou site actif. C'est un peu, si vous voulez, la zone de vérité, l'endroit exact de MPro qui interagit avec la polyprotéine pour la cliver aux bons endroits (libérant ainsi les protéines non-structurales).

Ci-dessous, l'un des protomères. Son site catalytique forme une espèce de cavité, de creux. On y trouve des molécules d'eau (sphères rouges), mais surtout, en violet, deux acides aminés qui sont les lames de MPro : Cys145 et His41.

Qu'est-ce qu'un acide aminé ? L'unité structurale de base d'une protéine.

Un enchaînement d'acides aminés forme un peptide, et un enchaînement de peptides, une protéine.
C'est aussi simple que ça.

Si protéine = collier de perles, alors acide aminé = perle.

⬆️ Crédit : pensersante.fr/lexique-illust…

Alors je précise avant que ça n'ergote dans les commentaires (il en faut toujours un) : oui, je sais, les acides aminés ne sont pas toujours les seuls constituants d'une protéine, c'est plus complexe que ça, le groupement prosthétique, blablabla, mais ici on simplifie, d'accord ?

De toute façon, les acides aminés restent les constituants fondamentaux d'une protéine.

Chez l'homme, il y a en tout 20 acides aminés différents.

Ergoteur niveau Ballon d'or : Non, il y en a 21, vous oubliez la sélénocystéine. Même si elle se trouve sur un nombre ridicule de protéines et qu'elle se distingue des autres par son mode d'insertion, il convient d'être précis, autrement ça gâche tout, blablabla.

Moi :

Nous avons donc 20 acides aminés dont voici une liste (on y retrouve l'Histidine et la Cystéine présentes dans le site catalytique de MPro).

Leur nombre et leur ordre d'assemblage déterminent la fonction de la protéine.

Chaque acide aminé est codé par un triplet de ribonucléotides (qui puisent leur identité dans la nature de leur base azotée, donc A, U, G ou C) appelé codon.

La traduction du codon débouche ainsi sur l'acide aminé correspondant.
(Le codon stop marque la fin de la traduction.)

Sachant qu'un codon est une grappe de 3 ribonucléotides, et qu'il existe quatre ribonucléotides différents, cela fait 64 combinaisons possibles (4 x 4 x 4 = 64), soit autant de codons existants.

UAU
UGA
UGC
CAG
...
On va s'arrêter là.

S'il y a 20 acides aminés pour 64 codons, cela signifie que plusieurs codons différents peuvent correspondre au même acide aminé : dans ce cas, on parle de codons synonymes.

Pour vous y retrouver, vous pouvez jeter un œil sur ce petit schéma.

C'est marrant, on dirait un peu la roue de la fortune.

Quant à moi, je vais fermer cette longue parenthèse et en revenir à MPro.

MPro, on le sait, se comporte comme une véritable paire de ciseaux, en coupant la polyprotéine virale pour en faire des protéines non-structurales. Le site catalytique de Mpro va donc interagir avec les zones à couper, qui lui sont spécifiques.

M'voyez ?

⬆️ Crédit : blogs.3ds.com/biovia/drug-re…

Pour qu'une enzyme (ici MPro, car une protéase est une enzyme) puisse interagir avec le substrat (ici, la polyprotéine) et le cliver, il faut donc qu'ils aient, pour le dire vulgairement, des formes complémentaires. Qu'ils puissent s'emboîter.

sites.crdp-aquitaine.fr/stl/lexique/si…

Cette enzyme que nous voyons ci-dessus est donc spécifique de ce substrat.

Ils sont faits l'un pour l'autre.
Comme Adrien et moi.

Maintenant que vous savez tout, je peux enfin répondre à la question brûlante : comment le... PF-07321332 s'y prend-il pour inhiber Mpro ?

PF-07321332 va tout simplement s'insérer dans le site catalytique en lieu et place de la polyprotéine !

De sorte que le site actif de l'enzyme (Mpro) ne sera plus disponible pour son substrat (la polyprotéine).

toppr.com/ask/content/co…

Un peu d'humour...
Merci @AmoebaSisters

Au final, les protéines non-structurales composant la polyprotéine ne seront pas détachées, donc pas fonctionnelles.

Sans leur activité, point de réplication possible.

Ainsi, le virus a pu entrer dans notre cellule, mais pas s'y reproduire : c'est une infection abortive.

Le variant Omicron peut-il changer la donne ?

Chez le variant Omicron, Mpro porte la mutation P132H, ce qui signifie que l'acide aminé P (Proline) a été remplacé par l'acide aminé H (Histidine) en position 132.

Je ne crois pas qu'on sache très bien sa fonctionnalité à ce jour.

Quoi qu'il en soit, le site actif a besoin de stabilité, et ses deux lames (Cys145 et His41) lui sont essentielles pour pouvoir cliver la polyprotéine.

À présent, et c'est cadeau, je vais vous gratifier de deux ou trois précisions supplémentaire : vous avez dû vous apercevoir qu'il était précisé « inhibiteur compétitif » sur les schémas ci-dessus.
Un inhibiteur dit compétitif entre en compétition avec le substrat pour une place

dans le site catalytique de l'enzyme.

Il existe aussi des inhibiteurs dits non-compétitifs.

Ils se fixent également à l'enzyme, mais ailleurs que dans le site actif.

Cette fixation aura pour effet de changer la conformation de l'enzyme, affectant la compatibilité du site actif avec le substrat.

⬆️Crédit : jackwestin.com/resources/mcat…

(Pour info, il y a aussi des inhibiteur incompétitifs, qui agissent encore différemment, mais je vais quand même fermer la parenthèse pour éviter que le thread ne parte dans tous les sens. Ne m'en voulez pas trop. 😁)

Vous brûlez peut-être de savoir ce que fait plus exactement PF-07321332 dans le site actif de MPro ? Eh bien ! Il va tout simplement se lier au résidu de Cystéine (Cys145) par ce qu'on appelle une liaison covalente. C'est-à-dire, une liaison entre deux atomes qui s'échangent une

paire d'électrons.

Malheureusement, je n'ai pas trouvé beaucoup mieux que cette illustration.

Passons maintenant au Ritonavir.

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À l'origine, c'est aussi un inhibiteur de protéase (autorisé en 96 pour traiter le SIDA) mais, de nos jours, on l'utilise plutôt comme un complément d'un autre inhibiteur de protéase (ici, le PF-07321332), donc à plus faible dose - on ne recherche pas son effet antiviral ici.

Sa mission ? Ralentir la dégradation de PF-07321332 en inhibant l'enzyme hépatique qui en est responsable : CYP3A4.
Ce blocage de l'activité de CYP3A4 par le Ritonavir permet au PF-07321332 d'atteindre de plus fortes concentrations dans le sang et de les maintenir plus longtemps.

Le Ritonavir est donc un booster qui sert à mieux exploiter les doses de PF-07321332 absorbées par le patient, préservant celui-ci d'administrations trop fréquentes.

Tout comme le PF-07321332, le Ritonavir (ici en vert) peut s'infiltrer dans le site actif de l'enzyme inhibée.

Référence : pnas.org/content/107/43…

En sachant tout ça, on pourrait se dire que l'on a affaire à une combinaison de médicaments redoutable.
Mais tout cela doit bien entendu se confirmer dans la vie réelle, sur des patients de chair et d'os.

Le seul juge de paix sera toujours le bénéfice clinique - rapporté au risque !

Afin de nous apporter les réponses attendues, un essai clinique de phase 2/3 a été mené, qui devait inclure 3 000 adultes positifs au COVID-19 et atteints de symptômes légers à modérés.

Ces patients, qui présentaient tous au moins un facteur de risque de développer une forme grave, étaient destinés à recevoir, ou le Paxlovid (dans les 3 à 5 jours suivant l'apparition des symptômes), ou un placebo.

Mais le 5 novembre, Pfizer s'est fendu d'un communiqué retentissant pour nous faire savoir que l'essai clinique avait été arrêté plus tôt que prévu, en raison de résultats trop spectaculaires.

pfizer.com/news/press-rel…

L'analyse intermédiaire révèle certes une efficacité redoutable : on observe en effet une réduction de 89% du risque d'hospitalisation chez les personnes qui ont commencé leur traitement au Paxlovid dans les 3 jours post-symptômes (contre 85% chez ceux qui l'ont commencé

dans les 5 jours), comparativement à celles qui n'ont reçu qu'un placebo.

Pour les décès : à J28, aucun chez ceux qui ont reçu le Paxlovid, contre 10 pour ceux qui ont eu un placebo.

Alors, faut-il dès maintenant sortir le champagne ? Hélas non, car il ne s'agit là que d'un communiqué de presse qui ne prouve rien (et un essai arrêté pour efficacité peut favoriser le traitement).
Je le répète au risque de faire grincer des dents. 😬

C'est seulement une fois les données publiées, donc après relecture par un comité indépendant, que nous aurons (enfin) une idée plus certaine de l'effet de cette combinaison de médicaments.

Cependant qu'on reste dans le flou, Pfizer a pris les devants et formulé une demande d'autorisation en urgence auprès des Etats-Unis, qui ont déjà commandé 10 millions de doses.

En cas d'autorisation, le géant pharmaceutique prévoit par ailleurs de diffuser des versions génériques de son traitement au-delà des pays riches (très positif).

Quid maintenant des effets indésirables ?

À ce sujet, Pfizer a fourni peu de détails, annonçant juste un taux d'effets indésirables similaire entre les deux groupes (traitement et placebo, donc), c'est-à-dire autour de 20%, sans préciser leur nature.

Pour les effets indésirables graves, le labo n'est pas plus disert. On ne sait rien si ce n'est leur taux : 1,7% dans le groupe traité contre 6,6% dans le groupe placebo.
Difficile de commenter quoi que ce soit avec si peu d'informations. Wait and see.

Je note juste avec un certain amusement le tacle adressé au laboratoire Merck et à son Molnupiravir : « PF-07321332 n'a pas démontré d'interactions mutagènes avec l'ADN. »

Mais il est bien vrai que PF-07321332 ne joue pas avec l'ARN-polymérase du virus (et encore moins avec les nôtres).
Sa cible est MPro, une protéase virale dont nos cellules ne possèdent ni l'équivalent, ni rien de très semblable.

C'est déjà très positif quant à la sécurité espérée de cette molécule.

Concernant le Ritonavir, les difficultés qu'il présente sont déjà plus ou moins identifiées.
Le Ritonavir sert à inhiber les enzymes du foie qui décomposent non seulement le PF-07321322 comme nous l'avons vu, mais aussi d'autres médicaments.

Résultat : si on prend déjà un traitement pour autre chose que le COVID-19 (pour une maladie chronique, par exemple), sa dégradation sera également affectée.

Cela n'est pas forcément sans risque, en particulier chez ceux qui reçoivent un traitement contre une maladie cardiaque ou pour supprimer le système immunitaire.

Il faudrait donc, dans la mesure du possible, éviter la prescription du Ritonavir en même temps qu'un trop grand nombre de médicaments.

Or, quels sont les patients qui auraient le plus besoin du Paxlovid ? Ceux chez qui le vaccin n'a été que partiellement efficace, voire pas du tout.

Donc, le plus souvent, des personnes polypathologiques et polymédicamentées...

Il faudra tenir compte de cette difficulté possible !

Conclusion(s) :

🐞 Le mode d'action du Paxlovid (via le PF-07321332) me paraît plus séduisant que celui du Molnupiravir.

🐞 Sa grande efficacité annoncée mérite confirmation. On ne peut encore rien dire de plus.

🐞 Il ne remplacera pas le vaccin, qui reste notre meilleure protection contre les formes graves. Dans le meilleur des cas, il sauvera une partie de ceux chez qui ce vaccin n'a pas fonctionné.

🐞 Il faudra gérer les difficultés éventuelles liées au Ritonavir.

C'est la fin du thread. Je regrette de vous laisser sur des incertitudes, mais c'est la vie de la science : on ne sait pas toujours tout ! Il faut avancer pas à pas.

J'espère au moins que cette lecture vous aura été profitable.

Si le thread vous a plu, sentez-vous libres de le partager - même si je ne force personne, bien entendu !

Si, enfin, il vous faut du rab, n'hésitez pas à lire mes autres threads compilés dans ce méta-thread :

https://twitter.com/Locuste_/status/1461303015781060608

Quant à moi, je vais me permettre une nouvelle fois de passer ma petite annonce : Chat Noir (@sarigue84) et moi, on recherche éperdument une Queen Bee pour nous épauler dans la diffusion de la bonne science. (N'hésitez pas, c'est le bon plan pour rester anonyme.)

Mais tout autre super-héros avec des compétences et un certain niveau ferait l'affaire.
Même cette andouille de Great Saïyaman !

En attendant, je vous laisse en musique.
Le rap Ninja est né !

@threadreaderapp unroll please

🐞 Mise à jour 🐞

🇺🇸 - Le Paxlovid reçoit l'approbation de la FDA et pourra donc être administré aux patients à haut risque âgés de 12 ans et plus.

fda.gov/news-events/pr…

🐞 Mise à jour (bis) 🐞

La HAS autorise le Paxlovid !

https://twitter.com/HAS_sante/status/1484555133769994251

🐞 Mise à jour (ter) 🐞

La Paxlovid réduit de 89% le risque d'hospitalisation et de décès selon une nouvelle étude publiée dans le NEJM (ECR en double aveugle versus placebo).

Les pilules actives ont eu moins d'EI graves ou d'arrêts que le placebo !

https://twitter.com/EricTopol/status/1494069081586216966