Justification de l’utilisation de l’hydroxyurée comme médicament contre le virus de l’immunodéficience humaine

L’hydroxyurée a été largement utilisée dans la pratique médicale, principalement pour traiter la leucémie myéloïde chronique, l’anémie falciforme et d’autres maladies. En raison de sa capacité à inhiber la synthèse de l’ADN et à inhiber la ribonucléotide réductase, les effets de l’hydroxyurée sur la réplication L’hydroxyurée a inhibé la transcription inverse et / ou la réplication du VIH dans les cellules mononucléaires du sang périphérique quiescentes PBMC et les macrophages. L’hydroxyurée s’est également avérée être synergique avec l’inhibiteur nucléosidique de la transcriptase inverse, la didanosine, et l’inhibiteur nucléosidique de la transcriptase inverse. inhiber la réplication du VIH dans les PBMC activées; cette inhibition peut être due à une réduction des tailles des pools de désoxynucléosides triphosphatés. Enfin, l’hydroxyurée a sensibilisé les mutants résistants à la didanosine. L’hydroxyurée pourrait donc être utile pour limiter la propagation des variants VIH résistants à la didanosine. des toxicités chevauchantes significatives avec certains des inhibiteurs nucléosidiques de la transcriptase inverse, ainsi que leurs mécanismes d’action distincts, ont fourni une justification supplémentaire pour l’utilisation de ces agents dans les thérapies combinées

Les thérapies antirétrovirales hautement actives sont actuellement basées sur des multithérapies antirétrovirales hautement actives, qui sont des combinaisons de médicaments inhibiteurs de la transcriptase inverse (RT) et d’inhibiteurs de la protéase qui diminuent la virémie plasmatique à des niveaux indétectables. Malheureusement, des calendriers de dosage compliqués, une toxicité et des coûts élevés rendent difficile l’accès et l’observance de nombreux traitements antirétroviraux pour la plupart des patients. avec des variants multirésistants et / ou croisés du VIH La transmission de ces virus mutants a également été documentée La réanimation de ces patients est une tâche extrêmement difficile, car plusieurs médicaments antirétroviraux présentent des profils de résistance qui se chevauchent. Par conséquent, développement de nouvelles classes de médicaments qui ne sont pas sujettes à la résistance et ont différents Les mécanismes d’action sont essentiels pour la suppression à long terme du VIHHydroxyurée est utilisée le plus souvent pour la cytoréduction au cours de la phase initiale de la leucémie myéloïde chronique mais est également utilisée pour traiter la polycythémie vera et le psoriasis. Plus récemment, l’hydroxyurée a démontré une activité dans le traitement de l’anémie falciforme en augmentant la production d’hémoglobine fœtale, ce qui réduit l’hémolyse chez les patients atteints de cette maladie L’hydroxyurée exerce son effet cytostatique par inhibition de la ribonucléotide réductase. enzyme responsable de la conversion des ribonucléotides en désoxyribonucléotides, essentiels à la synthèse de l’ADN. En conséquence, la division cellulaire est arrêtée en phase S Ceci et d’autres effets biologiques ont stimulé l’intérêt de l’hydroxyurée pour le traitement de diverses maladies, dont celles médiation par les virus de l’ADN Fait important, son excellent biodisponibilité orale et portée limitée des effets indésirables principalement modeste myélosuppression renforcer encore son potentiel en tant que thérapie cliniquement utile Le profil de résistance favorable de l’hydroxyurée et la réduction de la résistance à certains analogues nucléosidiques font de ce médicament un candidat potentiel pour une suppression durable du VIH

La réplication du VIH et le cycle cellulaire

Peu de temps après la découverte du VIH – en tant qu’agent étiologique du SIDA, il est apparu que le cycle cellulaire lui-même affectait la réplication du VIH- Les lymphocytes T CD quiescents et d’autres cellules non différenciées, comme les macrophages, constitueraient une cible majeure pour la réplication du VIH Cependant, le virus est incapable d’achever son cycle de réplication en ne divisant pas les lymphocytes T CD; L’incapacité des cellules au repos à produire un virus infectieux serait due au faible niveau d’activité des enzymes qui génèrent les dNTP désoxynucléosidiques triphosphates nécessaires à la synthèse de l’ADN. ont évalué cette hypothèse en mesurant les concentrations de dNTP à la fois dans les cellules mononucléaires non traitées ou quiescentes PBMC et dans les PBMC stimulées par la phytohémagglutinine Nous avons trouvé que la concentration de dNTP dépassait la constante de Michaelis requise pour l’activité VIH-RT seulement Lorsque des PBMC ont été infectés par le VIH, des résultats similaires ont été obtenus. Nous avons également testé l’activité de HIV-RT en utilisant les concentrations de dNTP déterminées pour les PBMC inactives et quiescentes. Comme prévu, l’activité de HIV-RT dans des conditions de repos était que celle observée lorsque des concentrations de dNTP correspondant à celles trouvées dans les cellules activées ont été utilisées

Effet de l’hydroxyurée sur le VIH

La relation entre la concentration en dNTP et le niveau d’activité du VIH-RT, associée à l’impact de l’hydroxyurée sur la conversion des ribonucléotides en désoxyribonucléotides, a incité notre groupe à examiner si l’hydroxyurée pouvait réduire les concentrations de dNTP à un niveau similaire à celui des quiescents Déplétion des nucléotides essentiels et inhibition de la synthèse du VIH-ADN Dans les cellules traitées à l’hydroxyurée, le désoxyadénosine triphosphate dATP, le désoxyguanosine triphosphate, le désoxycytidine triphosphate dCTP et le désoxythymidine triphosphate dTTP sont appauvris, privant ainsi les cellules de l’essentiel triphosphorylé nucléotides pour la synthèse d’ADN Des études ont révélé que le dATP est plus épuisé après l’exposition à l’hydroxyurée que les autres nucléotides. Nos études in vitro initiales dans lesquelles l’analyse PCR a été utilisée pour mesurer la synthèse du VIH ont confirmé que l’hydroxyurée était capable de bloquer la réplication. à quie Les PBMC activées et activées chez les individus normaux, ainsi que chez les PBMC activés provenant d ‘individus infectés par le VIH L’ inhibition semble être dose – dépendante Bien que l ‘hydroxyurée et l’ hydroxyurée mM entraînent une synthèse de l ‘ADN plus lente et moins efficace, La concentration a produit une inhibition presque complète Une caractéristique frappante de cette inhibition était qu’elle persistait après l’arrêt de l’hydroxyurée . En outre, aucun effet rebond n’a été observé après une inhibition incomplète avec une concentration plus faible d’effet cytostatique sur les cellules CDT. seulement capable de se répliquer dans la division des lymphocytes T CD Par conséquent, l’effet cytostatique de l’hydroxyurée peut également avoir un effet bénéfique sur l’évolution de l’infection par le VIH suite à la réduction de la division cellulaire des lymphocytes T CD et la réduction subséquente de la réplication virale.

Analogues nucléosidiques et réplication du VIH

Les inhibiteurs de la didésoxynucléoside RT disponibles – didanosine, lamivudine, stavudine, zalcitabine et zidovudine – inhibent l’enzyme RT en entrant en compétition avec les dNTP naturels pour être incorporés dans la chaîne d’ADN viral en croissance. Chacun de ces agents est inactif jusqu’à ce qu’il soit phosphorylé par des kinases intracellulaires et converti Au métabolite triphosphate actif Une fois incorporés, ces analogues nucléosidiques agissent comme des terminateurs de chaîne interdisant tout allongement de chaîne. Bien qu’ils partagent un cadre d’action commun, les analogues nucléosidiques ne sont pas tous en compétition avec les mêmes dNTP Stavudine et zidovudine concurrencent le dTTP, la didanosine Le dATP et la zalcitabine entrent en compétition avec le dCTP Cette différence est importante car les pools de nucléotides intracellulaires jouent un rôle essentiel dans l’activité de ces analogues nucléosidiques . Une diminution du niveau intracellulaire de dATP devrait, par exemple, augmenter la capacité de la didanosine inhiber RT mais ont peu d’effet sur les autres inhibiteurs de la RT

Hydroxyurée associée à des inhibiteurs de la didésoxynucléoside RT: actions complémentaires et synergie potentielle

La capacité de l’hydroxyurée à épuiser les pools de dNTP suggère qu’elle pourrait améliorer l’activité des analogues nucléosidiques en augmentant leur capacité à concurrencer les nucléotides endogènes pour les incorporer dans la table de la chaîne VIH Ces résultats sont décrits dans les sections suivantes. que la combinaison d’hydroxyurée avec un inhibiteur de RT peut réduire l’émergence de souches résistantes du virus. En outre, l’excellente distribution de l’hydroxyurée dans tout le corps pourrait renforcer l’inhibition du VIH dans les sites séquestrés, comme le cerveau. se distribue rapidement dans les tissus et pénètre rapidement dans le LCR

xyurée associée à divers analogues du dNTP, a également montré que l’hydroxyurée pouvait potentialiser l’activité anti-VIH. Ils ont observé que la combinaison d’un inhibiteur nucléosidique de la TI et d’hydroxyurée réduisait la concentration d’analogues nucléosidiques requise pour atteindre le% d’inhibition et que la didanosine Le mécanisme de cette potentialisation semble être une réduction des concentrations de dNTP. L’inhibition la plus profonde du pool de dATP a été observée dans des cellules traitées avec de la didanosine et de l’hydroxyurée. Les PBMC ont été stimulées avec de la phytohémagglutinine et ont été traitées avec de l’hydroxyurée mM. md didanosine, zidovudine ou zalcitabine pour h avant la détermination des tailles de pool dNTP Dans les cellules exposées à la fois didanosine et hydroxyurée, la taille du pool de dATP était de% de celle mesurée dans les cellules sans exposition à l’un ou l’autre médicament. modeste parce qu’ils sont des analogues de la cytosine en concurrence avec l’esprit Les concentrations de dATP ou de thymidine en compétition avec le dTTP Les tailles de pool de dATP avec zidovudine plus hydroxyurée et zalcitabine plus hydroxyurée étaient respectivement% et% des cellules témoins Ces données suggèrent qu’une association avec l’hydroxyurée et la didanosine pourrait produire des effets anti-VIH plus profonds Cette hypothèse a été confirmée par des travaux in vitro qui ont montré que la didanosine et l’hydroxyurée étaient plus puissants que l’hydroxyurée et la zidovudine ou l’hydroxyurée et la zalcitabine. Des études in vitro supplémentaires ont confirmé que l’inhibition synergique du VIH par la didanosine plus Les modèles statistiques ont également mis en évidence les effets synergiques de la didanosine et de l’hydroxyurée Effet accru sur la phosphorylation des inhibiteurs de la nucléoside RT Comme mentionné précédemment, les inhibiteurs de la nucléoside RT doivent être transformés en triphosphate. forme par intracellu L’arrêt du cycle cellulaire en phase S par l’hydroxyurée accroît l’activité de ces kinases, et des études in vitro ont montré une plus grande absorption intracellulaire et phosphorylation des inhibiteurs de la nucléoside RT en présence de cet agent. Modulation du système immunitaire Après l’instauration du traitement antirétroviral, il y a généralement une augmentation tardive des lymphocytes T proliférants qui entraîne une augmentation du nombre de lymphocytes T CD à la périphérie. Ces lymphocytes T proliférants fournissent un environnement favorable à la réplication du VIH L’effet cytostatique de l’hydroxyurée semble ralentir l’augmentation des lymphocytes T CD dans le sang périphérique, ce qui peut influencer l’activité antivirale à long terme des thérapies contenant de l’hydroxyurée et de la didanosine, et réduire la probabilité de rebond viral chez certains patients après l’interruption du traitement En fait, un decre induit par les médicaments le nombre de lymphocytes T activés capables de soutenir un cycle d’infection VIH entièrement productif pourrait diminuer la production globale du virus. Plus simplement, “aucune division cellulaire / activation n’équivaut à aucune réplication virale” Plusieurs modèles mathématiques prédisent cette possibilité essai clinique AIDS Clinical Trials Group Study a récemment soutenu l’hypothèse selon laquelle la plus grande augmentation du nombre de lymphocytes T CD «proies» entraîne le risque le plus élevé de retour de virions VIH «prédateurs». En outre, down modulation des cellules T CD par hydroxy-urée peut réduire l’activation excessive de ces cellules, qui peut être associée à des effets immunopathologiques Il a été démontré que le renouvellement des lymphocytes T au cours de l’infection par le VIH s’accompagne d’un raccourcissement de la longueur des télomères cellules, ce qui indique le potentiel d ‘épuisement des cellules T CD spécifiques du VIH et, potentiellement, des populations de lymphocytes T CD témoins Un phénomène similaire Dans le contexte d’une infection chronique non tumorale avec d’autres virus, il reste à débattre si le déclin des cellules T CD au cours de l’infection VIH est principalement causé par un effet cytolytique du virus ou par des mécanismes immunopathologiques, y compris la lyse des cellules infectées par les lymphocytes T cytolytiques. , il est concevable qu’une activation excessive des cellules T CD en réponse à la réplication virale continue entraîne à la fois l’épuisement des lymphocytes T CD et la déplétion des lymphocytes T CD par la lyse des lymphocytes T cytolytiques CD L’utilisation d’un agent comme l’hydroxyurée activation des cellules et inhibe la réplication du VIH peut prévenir à la fois l’épuisement des populations de cellules T CD et l’appauvrissement des cellules T CD La déplétion des lymphocytes T CD peut être évitée indépendamment du fait que l’épuisement est dû à un effet lytique direct du virus. hydroxyurée sur la réplication cellulaire et virale de l’ADN ou sur l’effet lytique des lymphocytes T cytolytiques à la suite de la diminution de l’activation du CD T lymphocytes

Réduction de la résistance au VIH aux analogues de nucléosides

Nous avons récemment démontré que les variants du VIH résistants à la didanosine sont significativement plus sensibles en présence d’hydroxyurée . Cette observation a été observée lorsque de faibles concentrations d’hydroxyurée, ainsi que des concentrations de zidovudine ou de didanosine obtenues in vivo, étaient utilisées. Ces données suggèrent que l’hydroxyurée pourrait être utile pour limiter la propagation des variants résistants à la didanosine du VIH et pour soutenir l’utilisation de ce médicament. En effet, la ribonucléotide réductase, cible principale de l’hydroxyurée, n’est pas sujette à des mutations comme les protéines virales. La résistance à l’hydroxyurée de la ribonucléotide réductase n’a jamais été rapportée depuis des années. expérience clinique En outre, l’hydroxyurée peut probablement En outre, l’abaissement des taux de nucléosides triphosphates intracellulaires auxquels les analogues nucléosidiques doivent faire face peut suffire à rendre phénotypiquement un virus génotypiquement résistant. Un mécanisme de résistance aux inhibiteurs de la nucléoside RT semble être une réduction de leur conversion intracellulaire en forme de triphosphate actif. Par conséquent, l’augmentation de la phosphorylation de l’inhibiteur de la nucléoside RT par l’hydroxyurée, décrite ailleurs , peut également réduire la résistance à ces agents.

Considérations pratiques dans l’utilisation de l’hydroxyurée dans le traitement combiné pour l’infection par le VIH

Actuellement, hydroxyurée Hydrea; Bristol-Myers Squibb, Nutley, NJ est utilisé à une dose de mg bid, ce qui est une concentration significativement plus faible que celle utilisée pour traiter la leucémie Récemment, cependant, de nouvelles doses d’hydroxyurée sont devenues disponibles sous forme de capsules, – et -mg Droxia ; Bristol-Myers Squibb Afin de déterminer la dose optimale et l’horaire quotidien de l’hydroxyurée dans les traitements combinés de l’infection par le VIH, nous avons initié un essai clinique contrôlé impliquant des patients DROIT Les toxicités inhérentes à l’hydroxyurée et aux inhibiteurs de la didésoxynucléoside Cependant, l’absence de toxicités significatives qui chevauchent celles de certains inhibiteurs nucléosidiques de la RT, à savoir la didanosine et les différents mécanismes d’action, nous a amenés à croire que ces agents pourraient être utilisés en toute sécurité en combinaison avec la stavudine. Il est important de noter qu’il y a chevauchement de toxicité de la moelle osseuse entre l’hydroxyurée et la zidovudine

Conclusions

Des études in vitro ont démontré que l’hydroxyurée peut réduire la synthèse de l’ADN viral. Son inhibition de la ribonucléase réductase et la déplétion des pools de désoxyribonucléotides suggèrent qu’elle aurait des effets additifs ou synergiques lorsqu’elle est utilisée en association avec des inhibiteurs de la nucléoside RT comme la didanosine. que l’hydroxyurée réduit la concentration d’inhibiteur de nucléoside RT nécessaire pour inhiber la synthèse d’ADN viral Parce que le VIH se réplique seulement dans les cellules en prolifération active et non dans les cellules au repos, l’effet cytostatique de l’hydroxyurée sur les lymphocytes T CD, les cellules hôtes du VIH. effets bénéfiques Enfin, le profil de toxicité favorable de l’hydroxyurée et l’absence d’effets indésirables importants avec certains inhibiteurs de la RT nucléosidique en font un excellent candidat pour la polythérapie. La signification clinique de ces effets biologiques intrigants est actuellement étudiée dans des essais cliniques voir l’article de Zala et al dans ce supplément