Développement d'inhibiteurs d'endonucléases de Bunyavirales par chimie click in situ

Abstract

Les virus de l'ordre des Bunyavirales constituent un problème de santé publique en raison du manque d’options thérapeutiques et de leur répartition mondiale. La protéine L gouvernant le système de réplication virale possède une activité endonucléase responsable du mécanisme du vol-de-coiffe permettant la transcription. Cette enzyme clé a été identifiée comme une cible thérapeutique de choix pour développer des antiviraux. Son mécanisme d’hydrolyse de l’ARN médié par les ions Mg2+ permet de développer des inhibiteurs chélateurs de métaux de type dicéto-acide (DCA). La synthèse guidée par la cible biologique est une méthode puissante qui met au centre la cible thérapeutique qui assemble ses propres inhibiteurs en son site-actif. Nous décrivons l’utilisation des endonucléases de Bunyavirales comme « moule de réaction » pour la génération de leurs propres inhibiteurs chélateurs de métaux. Une librairie de 25 composés N-triazolyl-DCA (NT-DCA), C-triazolyl-DCA (CT-DCA) et C-triazolyl-DHP (CT-DHP) a été générée par des voies de synthèses nouvelles par chimie click. Les composés ont été caractérisés biophysiquement par Thermophorèse à Micro-échelle (MST) et par Fluorimétrie Différentielle à Balayage (DSF) et leur pouvoir inhibiteur a été évalué in vitro et dans des cellules infectées. De plus, la synthèse d’un ligand fluorescéine-DCA a été conduite pour développer un test par compétition par Polarisation de Fluorescence (FP) pour tester l’activité des composés. Des ligands à haute affinité possédant une forte activité in vitro et en cellules infectées ont été identifiés. Dans le contexte de la pandémie de COVID-19, la librairie a été repositionnée sur l'exonucléase du SARS-CoV-2.With a worldwide repartition and limited therapeutic options Bunyavirales viruses represent a major public health issue. The replication machinery of these viruses is governed by the intricate L-protein that displays an endonuclease activity responsible for the cap-snatching mechanism that allows viral transcription. This key enzyme was identified as a promising target to develop antivirals. Its catalytic mechanism of RNA hydrolysis mediated by Mg2+ ions enables the development of diketo acid (DKA) metal-chelating inhibitors. Target-Guided-Synthesis (TGS) is a powerful method that directly involves the therapeutic target that assembles its own inhibitors in its active site like LEGOs®. Herein, we describe the use of Bunyavirales endonucleases as reaction vessels for the In Situ generation of metal-chelating inhibitors. A library of 25 N-triazolyl-DKA (NT-DKA), C-triazolyl-DKA (CT-DKA) and C-triazolyl-DHP (CT-DHP) compounds was generated with new and original synthesis pathways via click chemistry. The compounds were biophysically characterized by Microscale Thermophoresis (MST) and Differential Scanning Fluorimetry (DSF) and their inhibitory potency was evaluated in vitro and in infected cells culture. Moreover, a fluorescein-DKA ligand was synthesized for the development of a competition Fluorescence Polarization (FP) assay to determine the activity of the compounds. High-affinity ligands that demonstrated a potent efficiency in vitro and in cellula were identified. In the context of the COVID-19 pandemic, the compounds library was repositioned against SARS-CoV-2 exonuclease which opened new possibilities for the development of metal-chelating Coronavirus inhibitors