Lire l'article complet

DOSSIER PHARMACOLOGIQUE ADÉFOVIR
La lettre de l’hépato-gastroentérologue - n° 1 - vol. VII - janvier-février 2004 47
* Inserm, U271, Lyon ; service d’hépato-gastroentérologie, Hôtel-Dieu, Lyon.
Hépatite B : la problématique de l’ADN superenroulé
● F. Zoulim*
L
e contrôle de l’hépatite B chronique continue à repré-
senter un objectif de santé publique majeur ainsi qu’un
défi thérapeutique (1).
L’hépatite B chronique est la plus évolutive des hépatopathies
(1) ; c’est celle dont le risque d’évolution vers la cirrhose est le
plus rapide (1).
Quinze à 25 % des porteurs chroniques du virus de l’hépatite B
(VHB) meurent prématurément de complications graves (cirrhose
et carcinome hépato-cellulaire) (1).
Enfin, en cas de cirrhose VHB, la transplantation hépatique reste
compliquée par le risque de réinfection et les conséquences de
celle-ci sur le greffon (2, 3).
LE VIRUS DE L’HÉPATITE B,
PROTOTYPE DES HÉPADNAVIRUS
Le VHB a été le premier hépadnavirus (hépatotrope virus ADN)
identifié (4). Les hépadnavirus appartiennent à la famille des para-
rétrovirus ; ce sont des virus à ADN double brin circulaire pré-
sentant des discontinuités (4). Leur réplication est caractérisée
par une étape de transcription inverse (4).
Outre le VHB, la famille des hépadnavirus comprend différents virus
animaux (marmotte américaine, canard de Pékin, écureuil fouisseur,
écureuil arboricole, héron, oie des neiges, écureuil arctique, etc.) (5, 6).
Ces virus présentent des analogies de taille, de structure, de com-
position du génome, des protéines et ils ont le même mode de
réplication, qui est très particulier (7).
Cette parenté permet le recours à des modèles animaux naturels,
nécessaires à la fois sur le plan fondamental et sur le plan théra-
peutique.
Organisation structurale du VHB (4,5,7,8)
Le virion, ou particule de Dane, représente la particule infec-
tieuse et a un diamètre de 42 nm de diamètre.
Il comprend :
– une enveloppe constituée majoritairement par trois glycopro-
téines virales : la protéine S (small) et les protéines L (large) et
M (middle). La protéine S est aussi connue sous le nom d’HBs
ou d’antigène Australia ;
– une nucléocapside de structure icosaédrique de 25-27 nm de
diamètre comportant les antigènes de capside et contenant l’ADN
viral et l’ADN polymérase virale ;
– des sphères de 22 nm de diamètre non infectieuses, constituées
essentiellement d’un auto-assemblage de protéines d’enveloppe
et de filaments de même constitution pouvant atteindre plusieurs
centaines de nanomètres de long.
Ces particules, constituées de protéines d’enveloppe, en large
excès par rapport aux virions, pourraient essentiellement servir
à absorber des anticorps neutralisants contre les antigènes de sur-
face, permettant ainsi au virus d’échapper à l’hôte.
Organisation génétique du VHB et protéines virales
(4,5,7,8)
La carte génétique du VHB a pu être établie en comparant les
différentes séquences des génomes clonés (figure 1).
Le brin (-) contient quatre phases de lecture ouvertes correspon-
dant aux régions codantes pour les protéines virales. Seul le brin
(-) est codant. Les quatre régions codantes (C, P, S et X) se che-
vauchent du fait de l’organisation compacte du génome viral.
1
9
3
4
2
,
1
k
b
A
R
N
G
è
n
e
C
:
1
8
3
a
a
R
é
g
i
o
n
P
:
8
3
2
a
a
G
è
n
e
S
:
2
2
6
a
a
p
r
é
-
S
2
5
5
a
a
p
r
é
-
S
1
:
1
2
8
a
a
3
,
5
k
b
A
R
N
A
A
A
A
A
A
p
r
é
-
C
R
é
g
i
o
n
X
:
1
5
4
a
a
-
s
t
r
a
n
d
+
s
t
r
a
n
d
2
4
0
0
2
0
0
0
1
6
0
0
1
2
0
0
8
0
0
3
1
8
2
/
1
2
8
0
0
B
g
l
I
I
B
g
l
I
I
B
g
l
I
I
E
c
o
R
I
D
R
1
D
R
2
5'
2450
UAG
2357
1901
1836
UAA
1814
1621 UCA
1374
AUG
AUG
AUG
AUG
AUG
AUG
2848
3172
3155
155
UAA
833
4
0
0
Figure 1. Génome du virus de l’hépatite B (VHB) et carte génétique du
VHB (5).
aa : acides aminés ; ARN : acide ribonucléique

La lettre de l’hépato-gastroentérologue - n° 1 - vol. VII - janvier-février 2004
48
DOSSIER PHARMACOLOGIQUE ADÉFOVIR
La région C est composée du gène C qui code pour une protéine
de capside HBc et d’une région pré-C impliquée dans la synthèse
de l’Ag (antigène) HBe circulant.
La région P recouvre 80 % du génome et code pour une protéine
d’environ 90 kDa, l’ADN polymérase virale.
La région S code pour les protéines d’enveloppe. Elle est com-
posée du gène S, de la région pré-S1 et de la région pré-S2. Le
gène S code pour l’Ag de surface HBs, et les régions pré-S et S
pour les antigènes de surface pré-S2 et pré-S1.
La région X code pour une protéine de 17 kDa dont le rôle est
peu connu.
Une séquence directement répétée (DR1 et DR2) de onze nucléo-
tides est située de part et d’autre de la région cohésive. DR1 est
localisée à l’extrémité 5’ du brin (-) (ainsi que dans la séquence
redondante en 3’) et DR2 à l’extrémité 5’ du brin (+). Ces
séquences jouent un rôle majeur dans l’initiation de la synthèse
de chacun des brins d’ADN viral.
LE CYCLE VIRAL DU VIRUS DE L’HÉPATITE B HUMAIN
(FIGURE 2)
Le VHB, après interaction avec son récepteur, pénètre dans le
cytoplasme de l’hépatocyte où il subit un déshabillage (4, 9).
Le génome viral est transporté vers le noyau où il est transformé
en ADN superenroulé. L’ADN superenroulé, correspondant à une
forme circulaire close de façon covalente (ccc ADN), n’intègre
généralement pas le génome de l’hôte (10). Il s’accumule dans
le noyau sous la forme de minichromosomes circulaires (11).
L’intégration du génome viral dans celui de l’hôte n’est pas néces-
saire à la réplication virale mais elle représente l’un des méca-
nismes impliqués dans l’oncogenèse viro-induite.
Cet ADN viral extrachromosomique est la matrice de transcrip-
tion des acides ribonucléiques (ARN), messagers viraux qui sont
traduits en protéines virales (10).
L’un de ces ARN messagers, l’ARN prégénomique est mis en cap-
sides dans le cytoplasme avec la polymérase virale (9). Il s’ensuit
une étape de transcription inverse de l’ARN en ADN de polarité
négative, puis une activité polymérase ADN-dépendante permet
la synthèse de polarité positive (9). Les capsides, une fois arri-
vées à maturation, peuvent suivre deux voies différentes :
– soit un recyclage vers le noyau pour amplifier la formation ini-
tiale d’ADN superenroulé (12, 13) ;
– soit un enveloppement et une sécrétion sous forme de virions
infectieux qui pourront alors infecter de nouveaux hépatocytes (9).
L’ADN SUPERENROULÉ
ET LA QUESTION DE L’ÉRADICATION VIRALE
L’action concertée de plusieurs mécanismes est nécessaire pour
obtenir l’élimination virale (figure 2) :
– la lyse des cellules infectées par les lymphocytes T cytotoxiques
CD8+ (14) ;
– l’activité antivirale des cytokines de type TH1 (interféron
gamma, TNF-alpha et interleukine 12) (15) ;
– le renouvellement hépatocytaire, la division des hépatocytes
entraînant probablement la désintégration des nucléocapsides et
de l’ADN superenroulé lors de la mitose (16). Ainsi, durant la réso-
lution d’une infection virale transitoire par un hépadnavirus animal,
une fraction importante de la population hépatocytaire infectée est
tirée et remplacée par une population hépatocytaire en division (17).
La combinaison de ces processus devrait aboutir à une clairance
virale complète. Il est à noter que les mécanismes antiviraux non
cytolytiques contribuent puissamment à la clairance virale (18).
Cependant, si un équilibre se constitue entre la réplication virale,
permettant d’entretenir l’infection de nouvelles cellules, et les méca-
nismes immunitaires et cellulaires impliqués dans l’élimination
virale, des lésions hépatocytaires chroniques se développent pour
aboutir au développement de l’hépatite chronique (9).
Par ailleurs, la réplication virale n’étant pas associée à un effet cyto-
pathogène et si l’hépatocyte infecté n’est pas la cible de l’agression
des cellules immunitaires, sa demi-vie physiologique d’environ
100 jours assure la persistance de l’ADN superenroulé et une pro-
duction durable de particules infectieuses (16). La demi-vie de l’ADN
superenroulé a été estimée à plus de 30 jours en culture cellulaire.
Tous ces éléments expliquent pourquoi l’ADN superenroulé
représente à la fois une structure extraordinairement difficile à
éradiquer et le tremplin des résistances et des réactivations (1).
ADÉFOVIR DIPIVOXIL, RÉPLICATION VIRALE
ET ADN SUPERENROULÉ
L’adéfovir dipivoxil est un inhibiteur nucléotidique compétitif,
sélectif et puissant des polymérases de l’ADN du VHB (19, 20).
Deux études de phase III ont montré que l’adéfovir dipivoxil
entraîne une diminution significative des taux sériques médians
d’ADN-VHB chez les patients AgHBe+ (-3,91 log10 copies/ml
dans le groupe adéfovir dipivoxil versus -1,35 log10 copie/ml dans
le groupe placebo ; p < 0,001) et chez les patients AgHBe-
(-3,52 log10 copies/ml dans le groupe adéfovir dipivoxil versus
-0,55 log10 copie/ml dans le groupe placebo ; p < 0,001) (21, 22).
Plusieurs études ont alors été menées afin de déterminer l’impact
de l’adéfovir dipivoxil sur l’ADN superenroulé.
Figure 2. Cycle de réplication du virus de l’hépatite B et cibles des anti-
viraux (9).
ADN : acide désoxyribonucléique
ARN : aride ribonucléique
IFNα : interféron alpha
ADN ccc
Transcription
AAA ARNm
Traduction
Encapsidation
Transcriptase
inverse
IFNα
Analogues nucléotidiques
ou nucléosidiques
Assemblage
Lyse
cellulaire Lymphocyte
CD8
cytotoxique
ARN (+)
ADN (-)
ADN
polymérase
Amplification
ADN ccc

La lettre de l’hépato-gastroentérologue - n° 1 - vol. VII - janvier-février 2004 49
DOSSIER PHARMACOLOGIQUE ADÉFOVIR
Modèles animaux
Des études développées chez l’animal (canard et marmotte) ont mon-
tré que, bien qu’il ne prévienne pas la formation de l’ADN super-
enroulé, l’adéfovir dipivoxil est un puissant inhibiteur de la réplica-
tion virale et de l’amplification de l’ADN superenroulé (20, 23).
Étude chez l’homme (24)
La forme d’ADN superenroulé jouant un rôle clé dans la persis-
tance de l’infection virale chronique, elle constitue pour cette rai-
son un marqueur pertinent de l’efficacité thérapeutique.
Une étude de phase III (1) a eu pour objectifs :
●la mise au point d’un test sensible et quantitatif pour la détec-
tion de l’ADN superenroulé à partir de biopsies provenant de por-
teurs chroniques ;
●la quantification de l’ADN superenroulé, à différentes phases
de l’histoire naturelle de la maladie et chez des patients traités
par adéfovir dipivoxil, inhibiteur nucléotidique compétitif et
sélectif des polymérases de l’ADN du VHB (18) :
– dans l’étude de l’histoire naturelle, ont été inclus 80 patients,
répartis comme suit : 49 porteurs chroniques AgHBe+, 15 por-
teurs chroniques AgHBe- (présumés mutants précore), 10 porteurs
inactifs (AgHBe-, ALAT normales), 6 patients présentant une
séroconversion pour l’AgHBs (anti-HBe+ et anti-HBs+) ;
– dans l’étude des patients traités, ont été inclus 24 patients, répartis
comme suit : 18 patients traités et 6 patients recevant du placebo.
Cette étude a permis la mise au point d’un test de quantification
sensible de l’ADN superenroulé du VHB (limite de détection du
VHB = 0,0003 copie d’ADN superenroulé par cellule).
Elle a montré que :
– les taux moyens de copies d’ADN superenroulé et d’ADN total
chez les patients AgHBe+ (respectivement 1,0 copie/cellule et
114,9 copies/cellule) sont 80 et 120 fois supérieurs à ceux des
patients AgHBe- (respectivement 0,01 copie/cellule et 0,95 copie/
cellule) (p < 0,0001 ; p < 0,0001) ;
– le taux moyen de copies d’ADN superenroulé est très bas chez
les patients présentant une séroconversion pour l’AgHBs
(0,006 copie d’ADN superenroulé par cellule), mais sa persis-
tance suggère que l’ADN superenroulé pourrait être responsable
de réactivations virales en cas d’immunosuppression ou d’in-
fections occultes ;
– le taux moyen d’ADN superenroulé préthérapeutique est infé-
rieur chez les patients ayant séroconverti pour l’AgHBe sous
traitement par rapport à ceux n’ayant pas séroconverti pour cet
antigène ; cela pourrait s’expliquer par des cinétiques d’élimi-
nation virale plus rapides, favorisant la séroconversion chez ces
patients (25) ;
– le traitement par adéfovir dipivoxil diminue de 61 fois le nombre
de copies d’ADN viral total et de 12 fois le nombre de copies
d’ADN superenroulé par rapport groupe placebo (p = 0,002 ver-
sus placebo). Aucun changement significatif de l’ADN total et
superenroulé n’est observé dans le groupe placebo. De plus, le
titre d’AgHBs sérique diminue de façon parallèle à l’ADN viral
superenroulé intrahépatique. Toutefois, le nombre de cellules
infectées exprimant les antigènes viraux ne diminue pas de façon
significative. Enfin, le déclin de l’ADN viral superenroulé n’est
pas corrélé à des paramètres préthérapeutiques tels que le taux
de transaminases sériques ou le score histologique de nécro-
inflammation. Cela suggère que la diminution du taux d’ADN
viral superenroulé sous adéfovir dipivoxil ne serait pas dû à un
processus cytolytique, mais plutôt à un mécanisme intracellu-
laire comme la déplétion d’ADN viral néosynthétisé.
Cette étude a permis la mise au point d’une méthode reproduc-
tible de quantification du ccc ADN intrahépatique.
Elle montre aussi que l’adéfovir dipivoxil entraîne à 48 semaines
une diminution significative du ccc ADN intrahépatique (figure 3).
Figure 3. Adéfovir dipivoxil et charge virale.
10
8
6
4
2
0J0 Semaine 48
ADN-VHB sérique
ADN-VHB intrahépatique total
ADN superenroulé
Médiane (log10 copies/ml, log10 copies/cellules)
●48 semaines de traitement par adéfovir ont entraîné
une réduction médiane de :
- 4,6 log10 d’ADN-VHB sérique
- 1,9 log10 d’ADN-VHB intrahépatique total
- 0,84 log10 d’ADN superenroulé
●Aucune réduction n'est retrouvée dans le groupe placebo
Cette diminution du ccc ADN pourrait en partie expliquer le pro-
fil favorable de développement de résistance à cette molécule, en
retardant la sélection de la mutation N236T de la polymérase
virale (26).
La persistance de l’ADN superenroulé dans les hépatocytes ouvre
des perspectives thérapeutiques en ce qui concerne :
– la méthodologie des essais cliniques, puisque le taux d’ADN
superenroulé pourrait être utilisé comme l’un des critères de juge-
ment d’études évaluant ou comparant l’efficacité de différents
agents antiviraux (24) ;
– des stratégies thérapeutiques à mettre en œuvre (recherche de
combinaisons agissant de façon synergique sur la clairance virale)
(27, 28). Par exemple, une étude utilisant chez le canard une com-
binaison vaccin à ADN-adéfovir dipivoxil a montré que cette asso-
ciation possédait un effet antiviral soutenu in vivo (27).■
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
1. Trepo C. Traitement de l’hépatite B chronique. Hépato-Gastro 2000 ; 7 : 26-33.
2. Desmet VJ et al. Classification of chronic hepatitis : diagnosis, grading and
staging. Hepatology 1994 ; 19 : 1513-20.
3. Brunt EM. Grading and staging the histopathological lesions of chronic
hepatitis : the Knodell histology activity index and beyond. Hepatology 2000 ;
31 : 241-6.

La lettre de l’hépato-gastroentérologue - n° 1 - vol. VII - janvier-février 2004
50
DOSSIER PHARMACOLOGIQUE ADÉFOVIR
4. Sitterlin D et al. Le rôle de la protéine virale X dans le cycle infectieux des
hépadnavirus des mammifères. Virologie 2000 ; 4 ; 217-27.
5. Zoulim F, Trepo C. Virologie de l’hépatite B. Paris : éditions scientifiques et
médicales Elsevier, Encycl Med Chir 1996 ; 7-015-B-30.
6. Zoulim F. Evaluation of novel strategies to combat hepatitis B virus target-
ting wild-type and drug-resistant mutants in experimental models. Antiviral
Chemistry & Chemother 2001 ; 12 : 131-42.
7. Lee WL. Hepatitis B infection. N Engl J Med 1997 ; 337 : 1733-5.
8. Seeger C et al. Hepatitis B virus biology. Microbiol Molecul Biol Rev 2000 ;
64 : 51-68.
9. Merle P, Trepo C, Zoulim F. Traitement de l’infection par le virus de l’hépa-
tite B. Paris : éditions scientifiques et médicales Elsevier, Encycl Med Chir
2003 ; 7-015-B-80.
10. Torresi J et al. Antiviral chemotherapy for the treatment of hepatitis B virus
infections. Gastroenterol 2000 ; 118 : S83-S103.
11. Newbold JE et al. The covalently closed duplex form of the hepadnavirus
genome exists in situ as a heterogeneous population of viral minichromosomes.
J Virol 1995 ; 69 : 3350-7.
12. Tuttleman J et al. Formation of the pool of covalently closed circular viral
DNA in hepadnavirus infected cells. Cell 1986 ; 47 : 451-60.
13. Wu TT et al. In hepatocytes infected with duck hepatitis B virus the tem-
plate for viral RNA synthesis is amplified by an intracellular pathway. Virology
1990 ; 175 : 255-61.
14. Thimme R et al. T cells mediate viral clearance and disease pathogenesis
during acute hepatitis B virus infection. J Virol 2003 ; 77 : 68-76.
15. Chisari FV. Hepatitis B virus transgenic mice : insights into the virus and
the disease. Hepatology 1995 ; 22 : 1316-25.
16. Bailly F et al. Les hépatites chroniques B : histoire naturelle et traitements.
Gastroenterol Clin Biol 2002 ; 26 : 492-500.
17. Summers J et al. Hepatocyte turnover during resolution of a transient
hepadnaviral infection. Proc Natl Acad Sci USA 2003 ; 20 : 11652-9.
18. Guidotti LG et al. Viral clearance without destruction of infected cells
during acute HBV infection. Science 1999 ; 284 : 825-9.
19. Résumé des caractéristiques du produit.
20. Dandri M et al. Increased hepatocyte turnover and inhibition of wood-
chuck hepatitis B virus replication by adefovir in vitro do not lead to reduction
of the closed circular DNA. Hepatology 2000 ; 32 : 139-46.
21. Marcellin P et al. Adefovir dipivoxil for the treatment of hepatitis Be anti-
gen-positive chronic hepatitis B. N Engl J Med 2003 ; 348 : 808-16.
22. Hadziyannis SJ et al. Adefovir dipivoxil for the treatment of hepatitis Be
antigen-negative chronic hepatitis B. N Engl J Med 2003 ; 348 : 800-8.
23. Delmas J et al. Inhibitory effect of adefovir on viral DNA synthesis and
covalently closed circular DNA formation in duck hepatitis B virus-infected
hepatocytes in vivo and in vitro. Antimicrobial Agents and Chemother 2002 ;
46 : 425-33.
24. Werle B et al. Quantification de l’ADN hépatique superenroulé pendant
l’histoire naturelle et sous thérapie d’adéfovir dipivoxil chez des patients atteints
d’hépatite B chronique : une étude multicentrique. SNFGE/AFEF. Journées
francophones de gastroentérologie : B0016.
25. Werle B et al. Evolution of Hepatitis B viral load and viral genome sequen-
ce during adefovir dipivoxil therapy. J. Viral Hepatitis. Sous presse.
26. Villeuneuve JP, Durantel D, Durantel S et al. Selection of a HBV strain
resistant to adefovir in a liver transplantation patient. J Hepatol 2003 ; 39 :
1085-9.
27. Le Guerhier F et al. Antiviral effect of adefovir in combination with a DNA
vaccine in the duck hepatitis virus infection model. J Hepatol 2003 ; 38 : 328-34.
28. Thermet A et al. Progress in DNA vaccine for prophylaxis and therapy of
hepatitis B. Vaccine 2003 ; 21 : 659-62.