Intuition de départ
Bernheim et al. (Nature 2021) ont montré que les viperines bactériennes — une famille d’enzymes Radical-SAM — produisent des dérivés 3’-déshydro des nucléotides (ddhNTP) qui agissent comme terminateurs de chaîne contre les ARN polymérases ARN-dépendantes (RdRp). C’est la même stratégie chimique que la viperine humaine RSAD2.
Plus important : c’est la stratégie chimique du Sofosbuvir (analogue UTP modifié, inhibiteur RdRp de l’hépatite C, blockbuster). Pour la famille des flavivirus (Zika, Dengue, Nil occidental, encéphalite japonaise) — pour laquelle aucun antiviral approuvé n’existe en 2026 — les ddhNTP bactériens représentent un point de départ chimique direct.
Hypothèse
Une bibliothèque virtuelle d’analogues structurels des ddhNTP, conçus comme prodrugs phosphoramidate (ProTide) pour franchir la membrane des hépatocytes/neurones infectés, devrait contenir des inhibiteurs sélectifs des RdRp NS5 de flavivirus.
Trois axes d’énumération :
- Variation de base : ddhCTP, ddhUTP, ddhGTP, ddhATP — tester la sélectivité d’incorporation par les RdRp NS5 (qui n’utilisent que A,U,G,C).
- Variation 2’ : O-méthyl, F, OH, H — moduler l’affinité versus la polymérase humaine Pol-II (sélectivité virale).
- Variation prodrug : couplage avec L-alaninate phosphoramidate (template Sofosbuvir) ou diéthyl phosphate (template Tenofovir).
L’objectif : ~120 candidats virtuels, filtrer par scores ADMET et de docking sur la structure cryo-EM de NS5 Zika (PDB 6KOM), retenir un top-20 pour synthèse partenaire.
Plan in silico
- Modèle 3D : récupérer AlphaFold de viperines bactériennes
représentatives (
P0DW53,P0DW49,P0DW52) et de RSAD2 humain. Caractériser le site actif Radical_SAM, modéliser les complexes enzyme-nucléotide-cluster [4Fe-4S]. - Énumération RDKit : ~120 analogues ddhNTP/prodrugs.
- Docking sur RdRp Zika NS5 (PDB 6KOM) et Dengue NS5 (PDB 4V0R) via AutoDock Vina. Cible : poche d’incorporation de nucléotides.
- Filtre sélectivité : score docking sur Pol-II humaine
(PDB 6BQF) — un hit acceptable doit avoir un ratio
ΔG_viral / ΔG_humain< 0.7.
Limites et risques
- Les ddhNTP endogènes chez l’humain (synthétisés par RSAD2) sont déjà partiellement caractérisés et n’ont pas montré d’efficacité antivirale systémique in vivo. Le défi est probablement la concentration intracellulaire atteinte, pas l’incorporation elle-même.
- La toxicité mitochondriale est le risque cardinal des analogues nucléotidiques (cf. retrait du Telbivudine, échec du Fialuridine). Le screen doit inclure un assay de réplication ADN mitochondrial.
- L’incorporation par les RdRp virales est sensible à des variations très fines (le 2’-α-F de Sofosbuvir vs 2’-α-H d’autres analogues fait toute la sélectivité). La modélisation des conformations à l’état de transition est notoirement difficile pour les MD courts.
Liens vers le périmètre Bactaegion
Famille V1 Viperines bactériennes, modalité small molecule (la plus immédiate de l’arsenal). Princeps Bernheim 2021 (Nature, DOI 10.1038/s41586-020-2762-2). Stratégie alignée avec la fiche famille : énumérer des dérivés ddhNTP, docking/MD sur RdRp de flavivirus, coronavirus, orthomyxovirus et virus vétérinaires.