Depuis le 1^er mars, sur les campus de l’Institut Pasteur de Lille et de la Faculté des Sciences et Technologies de Lille, l’U1177, l’U1167-ERL9002 et l’U1019-UMR8204 ont constitué une équipe projet pour la conception ab inito d’un inhibiteur de protéase ciblant le SARS-CoV-2 et les coronavirus apparentés. L’objectif, à l’échelle de 18 mois, est d’identifier un candidat préclinique capable d’inhiber une grande partie des virus de cette famille, qui, comme nous le montre l’expérience des 10 dernières années, est celle qui est le plus souvent en cause dans les maladies virales émergentes (SARS, MERS).

Le choix de la protéase 3CL pro comme cible de l’antiviral recherché a été guidé par plusieurs considérations techniques et biologiques. Pour ce qui est des considérations biologiques : 

1. La protéase 3CL pro est une enzyme essentielle du cycle viral.

2. Sa structure et le mécanisme de son activité catalytique sont connus

3. Une homologie de séquence très grande avec les orthologues présents chez les autres coronavirus.

4. Son expression au sein des cellules hôtes est toxique, même en absence des autres composants du virus.

5. Plusieurs modalités d’inhibitions sont établies :

   1. Liaison au site catalytique (irréversible ou non)

   2. Liaison à l’interface de dimérisation

Les considérations techniques qui placent l’équipe pluridisciplinaire en situation de leadership sur ce programme compétitif sont les suivantes :

1. Un test de mesure de l’activité enzymatique à haut débit a été mis en place par l’U1177. Plus de 80.000 composés ont pu déjà être criblés depuis mai 2020 par nos équipes et plus de 20 chémotypes ont été identifiés. Ces molécules sont pour la majorité des composés non électrophiles dont le développement est plus facile que des composés réactifs vis à vis des cystéines.

2. Une sonde permettant de mesurer spécifiquement l’activité de la protéase dans les cellules infectées ou des cellules transfectées a été validée.

3. Une longue expérience en chimie thérapeutique visant des protéases de différents types. Une collection de protéases permettant d’établir des profils de sélectivité.

4. Plusieurs centaines de mg de 3CLpro SARS-CoV-2 recombinante, « full length », se dimérisant spontanément et enzymatiquement active ont été produits dès mars 2020, grâce à une stratégie optimisée.

5. Grâce au système d’expression performant, la 3CLpro uniformément enrichie en isotopes ²H, ¹³C et ¹⁵N a été produite puis purifiée. L’accès à un spectromètre RMN à très haut champ 900 MHz, via l’IR-RMN THC, a déjà permis d’attribuer la moitié des signaux. (Figure 1).

6. Un criblage de fragments par RMN (¹H et/ou ¹⁹F) a été entrepris sur des spectromètres 600 (Institut Pasteur de Lille) et 900MHz (IR-RMN THC) équipés de passeurs d‘échantillons. Plusieurs fragments affins pour la protéase ont été identifiés.