ABSTRACT The hepatitis B virus (HBV) core protein serves multiple essential functions in the viral life cycle, and antiviral agents that target the core protein are being developed. Capsid assembly modulators (CAMs) are compounds that target core and misdirect capsid assembly, resulting in the suppression of HBV replication and virion production. Besides HBV DNA, circulating HBV RNA has been detected in patient serum and can be associated with the treatment response. Here we studied the effect of HBV CAMs on the production of extracellular HBV RNA using infected HepaRG cells and primary human hepatocytes. Representative compounds from the sulfonamide carboxamide and heteroaryldihydropyrimidine series of CAMs were evaluated and compared to nucleos(t)ide analogs as inhibitors of the viral polymerase. The results showed that CAMs blocked extracellular HBV RNA with efficiencies similar to those with which they blocked pregenomic RNA (pgRNA) encapsidation, HBV DNA replication, and Dane particle production. Nucleos(t)ide analogs inhibited viral replication and virion production but not encapsidation or production of extracellular HBV RNA. Profiling of HBV RNA from both culture supernatants and patient serum showed that extracellular viral RNA consisted of pgRNA and spliced pgRNA variants with an internal deletion(s) but still retained the sequences at both the 5′ and 3′ ends. Similar variants were detected in the supernatants of infected cells with and without nucleos(t)ide analog treatment. Overall, our data demonstrate that HBV CAMs represent direct antiviral agents with a profile differentiated from that of nucleos(t)ide analogs, including the inhibition of extracellular pgRNA and spliced pgRNA.

NVR 3-778 is the first capsid assembly modulator (CAM) that has demonstrated antiviral activity in hepatitis B virus (HBV)-infected patients. NVR 3-778 inhibited the generation of infectious HBV DNA-containing virus particles with a mean antiviral 50% effective concentration (EC50) of 0.40 µM in HepG2.2.15 cells. The antiviral profile of NVR 3-778 indicates pan-genotypic antiviral activity and a lack of cross-resistance with nucleos(t)ide inhibitors of HBV replication. The combination of NVR 3-778 with nucleos(t)ide analogs in vitro resulted in additive or synergistic antiviral activity. Mutations within the hydrophobic pocket at the dimer-dimer interface of the core protein could confer resistance to NVR 3-778, which is consistent with the ability of the compound to bind to core and to induce capsid assembly. By targeting core, NVR 3-778 inhibits pregenomic RNA encapsidation, viral replication, and the production of HBV DNA- and HBV RNA-containing particles. NVR 3-778 also inhibited de novo infection and viral replication in primary human hepatocytes with EC50 values of 0.81 µM against HBV DNA and between 3.7 and 4.8 µM against the production of HBV antigens and intracellular HBV RNA. NVR 3-778 showed favorable pharmacokinetics and safety in animal species, allowing serum levels in excess of 100 µM to be achieved in mice and, thus, enabling efficacy studies in vivo The overall preclinical profile of NVR 3-778 predicts antiviral activity in vivo and supports its further evaluation for safety, pharmacokinetics, and antiviral activity in HBV-infected patients.

p21-activated kinases are a family of highly conserved protein serine/threonine kinases that are increasingly recognized as playing essential roles in a variety of key signaling processes. Genetic analyses in mice, using constitutive or regulated gene disruption, have provided important new insights into PAK function. In this paper, we review the genetic analysis of all six PAK genes in mice. These data address the singular and redundant functions of the various PAK genes and suggest therapeutic possibilities for small molecule PAK inhibitors or activators.

p21-activated kinases (Paks) are a group of six serine/threonine kinases (Pak1-6) that are involved in a variety of biological processes. Recently, Paks, more specifically Pak1, -2, and -4, have been shown to play important roles in cardiovascular development and function in a range of model organisms including zebrafish and mice. These functions include proper morphogenesis and conductance of the heart, cardiac contractility, and development and integrity of the vasculature. The mechanisms underlying these effects are not fully known, but they likely differ among the various Pak isoforms and include both kinase-dependent and -independent functions. In this review, we discuss aspects of Pak function relevant to cardiovascular biology as well as potential therapeutic implications of small-molecule Pak inhibitors in cardiovascular disease.

Proper neural crest development and migration is critical during embryonic development, but the molecular mechanisms regulating this process remain incompletely understood. Here, we show that the protein kinase Erk, which plays a central role in a number of key developmental processes in vertebrates, is regulated in the developing neural crest by p21-activated protein kinase 1 (Pak1). Furthermore, we show that activated Erk signals by phosphorylating the transcription factor Gata6 on a conserved serine residue to promote neural crest migration and proper formation of craniofacial structures, pigment cells, and the outflow tract of the heart. Our data suggest an essential role for Pak1 as an Erk activator, and Gata6 as an Erk target, during neural crest development.

p21-activated kinases (PAKs) are a family of Cdc42/Racactivated serine/threonine kinases involved in a variety of cellular processes, such as motility, migration, and cytoskeletal reorganization (1).Various members of the PAK family are known to influence brain development and cognitive function, but there remain many unanswered questions regarding PAK functions in neurons, the significance of individual PAK isoforms, and their molecular mechanisms of action (5).A new genetic study by Huang and colleagues provides insight into how murine PAKs, specifically PAK1 and PAK3, are involved in brain development through morphogenesis of dendritic spines, as well as development of synaptic networks (4).As PAK3 mutations in humans cause mental retardation (3), the findings in this new study may lead to new approaches to treat disorders of cognitive function.On structural and biochemical grounds, the PAK family of kinases can be divided into two groups, group I (PAK1, -2, and -3) and group II (PAK4, -5, and -6) (1).All PAKs contain a highly conserved N-terminal Cdc42/Rac-binding domain and C-terminal protein kinase domain but differ substantially between these two domains.Within the group I PAKs, PAK1 and PAK3 are nearly identical in amino acid sequences (81% overall and Ͼ95% in the Cdc42/Rac-binding and kinase domains), and both are highly expressed in the brain.These features