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Utilisation de la chloroquine en virologie

Publié en ligne le 12 octobre 2020 - Coronavirus - Médicaments
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Un nouveau virus a fait son apparition en Chine le 17 novembre 2019, baptisé SARS-CoV-2 pour syndrome respiratoire aigu sévère, le deuxième du nom. Il est la cause de la maladie nommée Covid-19 (COronaVIrus Disease 2019). Ce virus s’est rapidement propagé dans le monde et l’état de pandémie a été déclaré par l’OMS le 11 mars 2020. Il s’agit d’un grand virus (100-160 nm) possédant un génome ARN positif simple brin1. Il appartient à la famille des Coronaviridae, qui comprend plusieurs virus humains et animaux. Le nom de ces virus provient de la présence de spicules boursouflées à leur périphérie (protéine Spike), visibles en microscopie électronique et rappelant une couronne. Le SARS-CoV-2 est très proche du SARS-CoV (responsable de l’épidémie de syndrome respiratoire aigu sévère Sras de 2003), avec lequel il partage 79,6 % de similarité de génome [1].

Aucun traitement curatif n’existe à ce jour, la prise en charge reposant sur le traitement des symptômes et des complications lors des formes sévères (soins de réanimation). Plusieurs molécules, efficaces in vitro, ont été considérées dans le cadre d’essais cliniques. Mais une classe de médicaments attire particulièrement l’attention des médias : la chloroquine et ses dérivés. Elle a été médiatisée par le professeur Didier Raoult dans une vidéo intitulée « Fin de partie pour le coronavirus » (renommée depuis « Coronavirus : vers une sortie de crise »), diffusée le 26 février 2020 (disponible sur YouTube et sur le site de l’IHU Méditerranée-Infection).

La chloroquine et ses dérivés

La chloroquine et ses divers dérivés sont des molécules qui possèdent toutes une structure de base identique appelée 4-aminoquinoline. Il s’agit de composés organiques synthétisés à partir de la quinoléine. Le dérivé le plus courant est le sulfate de chloroquine, utilisé depuis de nombreuses années dans le traitement prophylactique (c’est-à-dire préventif) et curatif du paludisme (Nivaquine®). Le phosphate de chloroquine est également utilisé comme traitement anti-paludéen, notamment en association avec le chlorhydrate de proguanil (Sararine®). Enfin, le dernier dérivé notable est le sulfate d’hydroxychloroquine (Plaquenil®), dont l’autorisation de mise sur le marché concerne le traitement d’affections rhumatologiques (polyarthrite rhumatoïde) et dermatologiques (lupus érythémateux, lucites). Il est également utilisé dans le traitement de la maladie de Whipple ou la fièvre Q, deux infections causées par des bactéries intracellulaires. L’hydroxychloroquine est un dérivé connu pour être mieux toléré et moins toxique que la chloroquine.

Les mécanismes d’actions supposés

Les propriétés physiopathologiques proposées pour suggérer une action de la chloroquine sur les infections virales ne manquent pas et ont été montrées in vitro [2]. D’abord, la chloroquine agirait avant même la rencontre avec le virus en interférant dans le processus de reconnaissance et de liaison du virus avec la cellule qu’il tente d’infecter 1. Cette propriété a été documentée sur le virus SARS-CoV premier du nom.

La chloroquine aurait également comme action, une fois le virus entré dans la cellule, de modifier l’acidité de compartiments cellulaires appelés endosomes, par lesquels les particules virales pénètrent dans la cellule. Cette acidité permet normalement la destruction de la capside (c’est-à-dire la « coque » du virus) et ainsi la libération des acides nucléiques et des protéines nécessaires à la poursuite du cycle du virus [2]. La modification de cette acidité engendrée par la chloroquine inhiberait ainsi l’initiation du cycle viral.

La chloroquine interfère également dans le processus de maturation des protéines virales qui a lieu dans deux compartiments de la cellule. Dans le cas du virus de l’immunodéficience humaine (VIH), responsable du sida, ceci aboutirait à la synthèse de particules virales non infectieuses. Un processus similaire a également été retrouvé dans le cas du virus de la dengue [2].

Enfin, la chloroquine présente des propriétés anti-inflammatoires. C’est pour ces propriétés notamment qu’elle est utilisée dans le traitement d’affections rhumatologiques. Dans le cas du SARS-CoV-2, il a été retrouvé une forte corrélation entre l’augmentation de certaines des molécules inflammatoires et la gravité de l’infection [3]. En effet, l’évolution défavorable de l’infection serait liée à une « phase immunitaire », qui succéderait à la « phase virologique ». C’est à partir de cette phase immunitaire qu’une prise en charge en réanimation devient nécessaire. Malgré cette action anti-inflammatoire, c’est pendant la phase initiale avant l’« orage immunologique », voire en prévention, donc avant l’apparition de la maladie, que l’hydroxychloroquine est proposée par ses partisans. Beaucoup d’études in vitro ont montré que la chloroquine présente un large panel d’effets antiviraux non spécifiques d’un virus donné [2].

Les études in vitro

L’efficacité in vitro (c’est-à-dire en laboratoire, et non sur un organisme animal ou humain) de la chloroquine en virologie, d’une façon générale, est connue depuis bien longtemps. En 1966, une étude indiquait que cette molécule diminuait la croissance du virus de l’hépatite murine, le virus modèle historique dans l’étude des coronavirus [4]. Une efficacité, toujours in vitro, a ensuite été retrouvée contre le virus de la rage (1984) [5], plusieurs Arenavirus (1989) [6], le virus de la poliomyélite (1991), celui de l’immunodéficience humaine VIH-1 (1991) [7], le virus SARS-CoV (2003) [8]. Par la suite, d’autres études ont également montré une efficacité sur les virus responsables du chikungunya [9], de la dengue [10] ou encore de la fièvre hémorragique de Crimée-Congo [11].

La chloroquine et ses dérivés sont donc connus pour être actifs in vitro sur un large panel de virus appartenant à des familles différentes. Concernant le SARS-CoV-2, plusieurs études ont établi une efficacité in vitro [12, 13, 14]. L’hydroxychloroquine serait aussi efficace que la chloroquine, mais moins toxique sur les cellules [12].

Les études chez l’animal

L’efficacité chez l’animal a été testée dans un certain nombre de cas. Dans le modèle murin (souris ou rat par exemple), la chloroquine est associée à une augmentation de la réplication des virus de la forêt de Semliki et de l’encéphalomyocardite du porc, avec une augmentation de la mortalité [15].

Dans le laboratoire,
Henry Alexander (1860-1894)

Aucune efficacité n’a été trouvée sur les souris et les furets infectés par le virus influenza A responsable de la grippe [16]. Même constat dans une étude sur le modèle cochon d’Inde infecté par le virus Ebola, malgré une efficacité in vitro [17] ; ou encore sur le modèle hamster infecté par les virus Hendra et Nipah [18]. A contrario, des souris infectées par le virus Zika et traitées par chloroquine voient leur survie améliorée et la transmission du virus par voie materno-fœtale diminuer [19]. Aucun essai clinique chez l’Homme n’a, à notre connaissance, été réalisé dans le cas du virus Zika. La chloroquine a également été testée sur le modèle primate non-humain infecté par le virus du chikungunya [20]. Dans cette étude, les singes traités par chloroquine développaient des formes aiguës plus graves, avec une virémie (une présence de virus dans le sang) plus importante. À notre connaissance, au moment de la rédaction de cet article, aucune étude concernant le SARS-CoV-2 n’a été publiée sur un modèle animal.

Les essais cliniques chez l’Homme

Des essais cliniques sur l’Homme ont par ailleurs été déjà entrepris pour tester l’efficacité de la chloroquine sur divers virus. En 2009, une équipe de Singapour a réalisé un essai clinique randomisé, en double aveugle, contre placebo (voir encadré) pour évaluer la chloroquine en prévention de l’infection par le virus influenza (responsable de la grippe). Ils ont recruté 1 516 patients non malades et les ont suivis durant douze semaines en hiver [21]. Le groupe chloroquine recevait 500 mg par jour de chloroquine pendant une semaine, puis 500 mg une fois par semaine jusqu’à la fin de l’étude. Les patients étaient suivis par questionnaires médicaux journaliers. Au total, dans le groupe traité par chloroquine, 38 patients ont déclaré des symptômes (soit 5 %) et douze d’entre eux ont été confirmés biologiquement comme grippés (soit 2 %). Dans le groupe placebo, 29 patients ont déclaré des symptômes (4 %) dont huit (1 %) confirmés biologiquement. Aucune différence statistique entre les deux groupes n’a donc été retrouvée.

La fille malade,
Dorothea Maetzel-Johannsen (1886-1930)

Comme indiqué précédemment, une efficacité in vitro a été trouvée contre le virus VIH. Bien sûr, devant l’espoir que cela avait engendré, des essais cliniques ont été réalisés. En 2002, des chercheurs du Département des maladies infectieuses de Singapour observent une diminution de la charge virale sur une petite cohorte de seize patients traités par chloroquine, hydroxycarbamide et didanosine [22]. Il est difficile de tirer une conclusion quant à l’efficacité des composés isolés utilisés dans cette petite cohorte, sans groupe contrôle par ailleurs. Les mêmes auteurs ont donc conduit en 2012 un essai randomisé en double aveugle contre placebo sur 83 patients présentant une infection par le VIH à un stade encore précoce (asymptomatique) et ne prenant aucune thérapie antirétrovirale. Les patients ont été traités avec 400 mg d’hydroxychloroquine pendant 48 semaines. Les conclusions de l’étude sont sans appel : une diminution significative de la quantité de lymphocytes CD4+ dans le groupe hydroxychloroquine et une augmentation de la charge virale. Ces résultats sont les marqueurs d’une évolution défavorable de la maladie [23].

Des essais cliniques sur les virus transmis par les arthropodes suceurs de sang (moustiques, tiques) ont également été réalisés. Concernant le virus de la dengue, un essai randomisé en double aveugle contre placebo sur 307 patients au Vietnam n’a pas pu mettre en évidence une réduction de la présence du virus dans le sang, ni une diminution de la présence dans le corps d’antigènes NS1, marqueur biologique d’une infection en cours [24]. Lors de l’épidémie de chikungunya à La Réunion en 2006, une cohorte de patients a été incluse dans un essai randomisé en double aveugle contre placebo. Vingtsept patients ont reçu le placebo et vingt-sept autres ont reçu de la chloroquine avec une dose de 600 mg/j pendant trois jours puis 300 mg/j durant deux jours. Aucune différence significative n’a été mise en évidence, ni sur la durée de la fièvre, ni sur la durée de la virémie [25].

Conclusion

Ce petit historique (au 20 avril 2020) de l’utilisation de la chloroquine et de ses dérivés en virologie est important à considérer dans le contexte actuel. Comme nous l’avons vu, ces molécules ont suscité de nombreux espoirs pour le traitement d’un nombre non négligeable de virus. Malheureusement, à chaque fois, elles se sont avérées décevantes.

Références

1 | Jiang S, Hillyer C, Du L, “Neutralizing Antibodies against SARS-CoV-2 and Other Human Coronaviruses”,Trends Immunol, 2020, 41 :355-9.
2 | Devaux CA et al., “New insights on the antiviral effects of chloroquine against coronavirus : what to expect for COVID-19 ?”, Int J Antimicrob Agents, 2020,105938.
3 | Herold T et al.,“Level of IL-6 predicts respiratory failure in hospitalized symptomatic COVID-19 patients”, 10 avril 2020. Sur medrxiv.org.]
4 | Mallucci L,“Effect of chloroquine on lysosomes and on growth of mouse hepatitis virus (MHV-3)”, 28 :355-62. Virology, 1966,
5 | Tsiang H, Superti F, “Ammonium chloride and chloroquine inhibit rabies virus infection in neuroblastoma cells. Brief report”, Arch Virol, 1984, 81 :377-82.
6 | Glushakova SE, Lukashevich IS, “Early events in arenavirus replication are sensitive to lysosomotropic compounds”,, Arch Virol, 1989, 104 :157-61.
7 | Sperber K et al. “Inhibition of human immunodeficiency virus type 1 replication by hydroxychloroquine in T cells and monocytes”, AIDS Res Hum Retroviruses, 1993, 9 :91-8.
8 | Vincent MJ et al., “Chloroquine is a potent inhibitor of SARS coronavirus infection and spread”, Virol J, 2005, 2 :69.
9 | Khan M et al., “Assessment of in vitro prophylactic and therapeutic efficacy of chloroquine against Chikungunya virus in vero cells”, J Med Virol, 2010, 82 :817-24.
10 | Farias KJS et al., “Chloroquine interferes with dengue-2 virus replication in U937 cells”, Microbiol Immunol, 2014, 58 :318-26.
11 | Ferraris O et al., “Evaluation of Crimean-Congo hemorrhagic fever virus in vitro inhibition by chloroquine and chlorpromazine, two FDA approved molecules”, Antiviral Res, 2015, 118 :75-81.
12 | Liu J et al., “Hydroxychloroquine, a less toxic derivative of chloroquine, is effective in inhibiting SARS-CoV-2 infection in vitro”, Cell Discov, 2020, 6 :16.
13 | Wang M et al., “Remdesivir and chloroquine effectively inhibit the recently emerged novel coronavirus (2019-nCoV) in vitro”, Cell Res, 2020, 30 :269-71.
14 | Yao X et al., “In Vitro Antiviral Activity and Projection of Optimized Dosing Design of Hydroxychloroquine for the Treatment of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARSCoV-2)”, Clin Infect Dis Off Publ Infect Dis Soc Am, 2020.
15 | Maheshwari RK, Srikantan V, Bhartiya D, “Chloroquine enhances replication of Semliki Forest virus and encephalomyocarditis virus in mice”, J Virol, 1991, 65 :992-5.
16 | Vigerust DJ, McCullers JA, “Chloroquine is effective against influenza A virus in vitro but not in vivo”, Influenza Other Respir Viruses, 2007, 1 :189-92.
17 | Dowall SD et al., “Chloroquine inhibited Ebola virus replication in vitro but failed to protect against infection and disease in the in vivo guinea pig model”, J Gen Virol, 2015, 96 :3484-92.
18 | Freiberg AN et al. “Combined chloroquine and ribavirin treatment does not prevent death in a hamster model of Nipah and Hendra virus infection”, J Gen Virol, 2010, 91 :765-72.
19 | Zhang S et al., “Chloroquine inhibits endosomal viral RNA release and autophagy-dependent viral replication and effectively prevents maternal to fetal transmission of Zika virus”, Antiviral Res, 2019, 169 :104547.
20 | Roques P et al., “Paradoxical Effect of Chloroquine Treatment in Enhancing Chikungunya Virus Infection”, Viruses, 2018, 10 :268.
21 | Paton NI et al., « Chloroquine for influenza prevention : a randomised, double-blind, placebo controlled trial », Lancet Infect Dis, 2011, 11 :677-83.
22 | Paton NI, Aboulhab J, Karim F,“Hydroxychloroquine, hydroxycarbamide, and didanosine as economic treatment for HIV-1”, Lancet Lond Engl, 2002, 359 :1667-8.
23 | Paton NI et al., “Effects of hydroxychloroquine on immune activation and disease progression among HIV-infected patients not receiving antiretroviral therapy : a randomized controlled trial”, JAMA, 2012, 308 :353-61.
24 | Tricou V et al.,“A randomized controlled trial of chloroquine for the treatment of dengue in Vietnamese adults”, PLoS Negl Trop Dis, 2010, 4 :e785.
25 | De Lamballerie X et al., “On chikungunya acute infection and chloroquine treatment”, Vector Borne Zoonotic Dis Larchmt N, 2008, 8 :837-9.

1 In vitro, la chloroquine inhibe une enzyme (la quinone réductase 2) qui participe à la synthèse de l’acide sialique, souvent présent aux extrémités des protéines membranaires et qui joue un rôle dans la reconnaissance du ligand cellulaire. Ainsi, en interférant dans ce processus, la chloroquine pourrait limiter la reconnaissance ou la liaison par le virus avec son récepteur membranaire, la protéine ACE-2.


Thème : Coronavirus

Mots-clés : Médicaments