Determinació de l’activitat antiviral de nous compostos inhibidors del VIH-1

Abstract

Més de 40 milions de persones en tot el món estan infectades pel virus de la immunodeficiència humana (VIH). Cinc milions es van infectar de nou i tres milions van morir pel Síndrome de la Immunodeficiència Adquirida (SIDA) el passat 2005. Des de mitjans de la dècada dels 90 el curs de la infecció pel VIH s'ha vist modificat per l'aparició del Tractament Antiretroviral de Gran Activitat (TARGA). La primera droga antiretroviral contra el VIH-1 va ser AZT, un anàleg de nucleòsid amb acció contra l'enzim transcriptasa inversa (RT) del virus. A més dels fàrmacs NRTIs (inhibidors de la transcriptasa inversa anàlegs de nucleòsid) trobem els NNRTIs (inhibidors de la transcriptasa inversa no anàlegs de nucleòsid) i els inhibidors de la proteasa (IPs). La combinació de dos o més fàrmacs d'aquestes famílies va donar lloc a la teràpia combinada del TARGA. Des de l'aparició del primer fàrmac anti-VIH, s'han anat desenvolupant nous agents capaços d'inhibir diferents etapes del seu cicle de replicació. Els últims fàrmacs en incorporar-se a la clínica han estat els inhibidors de la fusió de les membranes cel·lular i viral, com T-20, el maraviroc, un inhibidor del coreceptor CCR5 i els inhibidors de l’integració. En aquesta lluita per desenvolupar noves dianes d'actuació per inhibir l'infecció per VIH, són molts els grups que basen el seu treball en el desenvolupament de noves molècules amb un bon perfil d'inhibició de la infecció. En aquest treball de tesi doctoral es vol determinar el mecanisme d'acció de nous compostos dissenyats per a inhibir la infecció per VIH en diferents etapes del seu cicle, des de l'entrada del virus a la cèl·lula diana a etapes de transcripció inversa. A més es vol determinar si existeix una relació entre l'estructura de les diferents famílies de compostos analitzats i els seus perfils inhibitoris provats en assajos in vitro i in silico. Amb tots aquests estudis l'objectiu final és poder arribar a definir nous hits o molècules potencialment candidates a ser refinades per a acabar formant part de les noves teràpies contra el VIH en la clínica. Per tal de poder dur a terme tots aquests estudis, primer de tot s'ha posat a punt un cribatge a gran escala de compostos mitjançant l'automatització de part de l'assaig. Un cop determinada l'activitat del compost a testar respecte un virus salvatge, es determina l'activitat d'aquest compost en virus amb mutacions que confereixen resistències a inhibidors ja coneguts emprats en la clínica i es realitzen diferents assajos per determinar-ne el lloc i mecanisme d'acció. Finalment, el conjunt d'anàlisis fetes amb els diferents compostos ens permetrà definir un perfil inhibitori per a cada compost i valorar-ne la seva validesa com a possible futur fàrmac anti-VIH.

Over 40 million people worldwide are infected with human immunodeficiency virus (HIV). Five million people were new infected and three million were killed by the Acquired Immune Deficiency Syndrome (AIDS) on 2005. Since the mid 90's the course of HIV infection has been modified by the emergence of highly active antiretroviral therapy (HAART). The first antiretroviral drug against HIV-1 was AZT, a nucleoside analogue with action against the reverse transcriptase (RT) enzyme of the virus. In addition to NRTIs drugs (nucleoside reverse transcriptase inhibitors), there are NNRTIs (Non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors) and protease inhibitors (PIs). The combination of two or more families of these drugs resulted in the combinated therapy of HAART. Since the appearance of the first anti-HIV drug, have been developing new agents capable of inhibiting various stages of its replication cycle. The latest drugs in joining the clinic were the membrane fusion inhibitors, like T-20, maraviroc, a CCR5 inhibitor and the integration imhibitors. In this struggle to develop new targets for action to inhibit HIV infection, many groups that base their work on the development of new molecules with a good infection inhibition profile. The aim of this doctoral thesis is to determine the mechanism of action of new compounds designed to inhibit HIV infection at different stages of their cycle, since the entry of the virus to target cell to reverse transcription. We also want to determine if there is a relationship between the structure of the different families of compounds analyzed and their tested inhibitory profiles in vitro and in silico. With all these studies the goal is to get hits or molecules to define new potential candidates to be refined to be part of the new HIV therapies in the clinic. In order to perform these studies, first of all we have worked in a large-scale screening of compounds by automating part of the trial. Once determined the anti-HIV activity of the tested compounds against a wild virus, we determine the activity of these compounds against mutant viruses with resistance to known inhibitors used in the clinic to perform various tests to determine the site and mechanism of action of each compound. Finally, the set of tests made with different compounds will allow us to define an inhibitory profile for each compound and assess its validity as a possible future anti-HIV drug.