The worldwide prevalence of chronic hepatitis C virus (HCV) infection is estimated to be approaching 200 million people. Current therapy relies upon a combination of pegylated interferon-alpha and ribavirin, a poorly tolerated regimen typically associated with less than 50% sustained virological response rate in those infected with genotype 1 virus. The development of direct-acting antiviral agents to treat HCV has focused predominantly on inhibitors of the viral enzymes NS3 protease and the RNA-dependent RNA polymerase NS5B. Here we describe the profile of BMS-790052, a small molecule inhibitor of the HCV NS5A protein that exhibits picomolar half-maximum effective concentrations (EC(50)) towards replicons expressing a broad range of HCV genotypes and the JFH-1 genotype 2a infectious virus in cell culture. In a phase I clinical trial in patients chronically infected with HCV, administration of a single 100-mg dose of BMS-790052 was associated with a 3.3 log(10) reduction in mean viral load measured 24 h post-dose that was sustained for an additional 120 h in two patients infected with genotype 1b virus. Genotypic analysis of samples taken at baseline, 24 and 144 h post-dose revealed that the major HCV variants observed had substitutions at amino-acid positions identified using the in vitro replicon system. These results provide the first clinical validation of an inhibitor of HCV NS5A, a protein with no known enzymatic function, as an approach to the suppression of virus replication that offers potential as part of a therapeutic regimen based on combinations of HCV inhibitors.

DFNB3 , a locus for nonsyndromic sensorineural recessive deafness, maps to a 3-centimorgan interval on human chromosome 17p11.2, a region that shows conserved synteny with mouse shaker-2 . A human unconventional myosin gene, MYO15 , was identified by combining functional and positional cloning approaches in searching for shaker-2 and DFNB3 . MYO15 has at least 50 exons spanning 36 kilobases. Sequence analyses of these exons in affected individuals from three unrelated DFNB3 families revealed two missense mutations and one nonsense mutation that cosegregated with congenital recessive deafness.

The shaker-2 mouse mutation, the homolog of human DFNB3 , causes deafness and circling behavior. A bacterial artificial chromosome (BAC) transgene from the shaker-2 critical region corrected the vestibular defects, deafness, and inner ear morphology of shaker-2 mice. An unconventional myosin gene, Myo15 , was discovered by DNA sequencing of this BAC. Shaker-2 mice were found to have an amino acid substitution at a highly conserved position within the motor domain of this myosin. Auditory hair cells of shaker-2 mice have very short stereocilia and a long actin-containing protrusion extending from their basal end. This histopathology suggests that Myo15 is necessary for actin organization in the hair cells of the cochlea.

BMS-790052 is the most potent hepatitis C virus (HCV) inhibitor reported to date, with 50% effective concentrations (EC(50)s) of < or = 50 pM against genotype 1 replicons. This exceptional potency translated to rapid viral load declines in a phase I clinical study. By targeting NS5A, BMS-790052 is distinct from most HCV inhibitors in clinical evaluation. As an initial step toward correlating in vitro and in vivo resistances, multiple cell lines and selective pressures were used to identify BMS-790052-resistant variants in genotype 1 replicons. Similarities and differences were observed between genotypes 1a and 1b. For genotype 1b, L31F/V, P32L, and Y93H/N were identified as primary resistance mutations. L23F, R30Q, and P58S acted as secondary resistance substitutions, enhancing the resistance of primary mutations but themselves not conferring resistance. For genotype 1a, more sites of resistance were identified, and substitutions at these sites (M28T, Q30E/H/R, L31M/V, P32L, and Y93C/H/N) conferred higher levels of resistance. For both subtypes, combining two resistance mutations markedly decreased inhibitor susceptibility. Selection studies with a 1b/1a hybrid replicon highlighted the importance of the NS5A N-terminal region in determining genotype-specific inhibitor responses. As single mutations, Q30E and Y93N in genotype 1a conferred the highest levels of resistance. For genotype 1b, BMS-790052 retained subnanomolar potency against all variants with single amino acid substitutions, suggesting that multiple mutations will likely be required for significant in vivo resistance in this genetic background. Importantly, BMS-790052-resistant variants remained fully sensitive to alpha interferon and small-molecule inhibitors of HCV protease and polymerase.

The NS5A replication complex inhibitor, BMS-790052, inhibits hepatitis C virus (HCV) replication with picomolar potency in preclinical assays. This potency translated in vivo to a substantial antiviral effect in a single-ascending dose study and a 14-day multiple-ascending dose (MAD) monotherapy study. However, HCV RNA remained detectable in genotype 1a–infected patients at the end of the MAD study. In contrast, viral breakthrough was observed less often in patients infected with genotype 1b, and, in several patients, HCV RNA declined and remained below the level of quantitation (<25 IU/mL) through the duration of treatment. Here, we report on the results of the genotypic and phenotypic analyses of resistant variants in 24 genotype 1–infected patients who received BMS-790052 (1, 10, 30, 60, and 100 mg, once-daily or 30 mg twice-daily) in the 14-day MAD study. Sequence analysis was performed on viral complementary DNA isolated from serum specimens collected at baseline and days 1 (4, 8, and 12 hours), 2, 4, 7, and 14 postdosing. Analyses of the sequence variants (1) established a correlation between resistant variants emerging in vivo with BMS-790052 treatment and those observed in the in vitro replicon system (major substitutions at residues 28, 30, 31, and 93 for genotype 1a and residues 31 and 93 for genotype 1b); (2) determined the prevalence of variants at baseline and the emergence of resistance at different times during dosing; and (3) revealed the resistance profile and replicative ability (i.e., fitness) of the variants. Conclusion: Although resistance emerged during monotherapy with BMS-790052, the substantial anti-HCV effect of this compound makes it an excellent candidate for effective combination therapy. (HEPATOLOGY 2011)