Antibiotikum X-206 účinné proti SARS-CoV-2 in vitro

Pandémia COVID-19 naďalej spôsobuje mnoho vážnych a smrteľných prípadov pneumónie, často končí multi-orgánovou dysfunkciou a kardiovaskulárnym kolapsom. Bez vakcíny alebo osvedčenej terapie, pokračujú klinické skúšky s cieľom nájsť účinný spôsob, ako tejto hrozbe čeliť. Existujúce aj nové lieky sa testujú na celom svete, aby sa identifikovali potenciálne antivirotiká s aktivitou proti závažnému akútnemu respiračnému syndrómu koronavírusu 2 (SARS-CoV-2).

Nový koronavírusový SARS-CoV-2 prenosový elektrónový mikrograf častíc vírusu SARS-CoV-2, izolovaný od pacienta. Snímka zachytená a vylepšená farbami v Integrovanom výskumnom zariadení NIAID (IRF) vo Fort Detrick, Maryland. Kredit:NIAID

Polyéterové ionofory

Jednou zo zlúčenín, ktoré vzbudili značný záujem, je polyéter -ionofor (PEI), zlúčenina, pre ktorú sú už k dispozícii údaje o zvieratách. Táto rodina molekúl obsahuje prírodné produkty, ktoré majú mnoho rôznych biologických funkcií. Zlúčeniny z tejto rodiny sú najznámejšie pre svoju inhibičnú aktivitu proti grampozitívnym baktériám aj proti kokcidickým prvokom. Ako výsledok, niektoré z nich sa používajú ako antibiotiká u zvierat.

Tieto zlúčeniny majú tiež antivírusovú aktivitu proti RNA aj DNA vírusom, vrátane HIV, Zika, a chrípkové vírusy. Už v sedemdesiatych rokoch minulého storočia, výskum ukázal, že deväť polyéterových ionoforových zlúčenín bolo schopných inhibovať prenosnú gastroenteritídu, koronavírusová infekcia tenkého čreva ošípaných, a u niektorých sa dokonca zistilo, že majú liečebný účinok.

Prehodnotenie tejto kategórie v roku 2014 ukázalo dva PEI, totiž salinomycín a monenzín, dokázali zabrániť cytopatogénnemu účinku MERS-CoV, ale nemohol inhibovať SARS-CoV. Títo neboli sledovaní, a mechanizmus účinku zostáva neznámy. Avšak, to je myšlienka, na základe predchádzajúceho výskumu, že blokujú niekoľko krokov v replikačnom cykle.

Mechanizmus účinku PEI

Aktuálna štúdia publikovaná na serveri predtlače bioRxiv * má za cieľ porozumieť tomu, ako tieto zlúčeniny ovplyvňujú SARS-CoV-2 in vitro. Vedci z Aarhuskej univerzity v Dánsku skúmali 11 prírodných PEI, s jediným syntetickým analógom, ich skríning na inhibičnú aktivitu proti CPE kultivovaných buniek infikujúcich SARS-CoV-2 s nadmernou expresiou TMPRSS2, serínová proteáza, ktorá je nápomocná pri štiepení špičkového proteínu vírusu.

Zistili, že všetkých jedenásť zlúčenín inhibuje vírusový CPE, ale s rôznou selektivitou, potencia, a životaschopnosť buniek. Syntetický analóg HL-201 bol dobrým antibakteriálnym kandidátom, ale neselektívne antivirotikum s nízkou aktivitou. Kalciové ionofory, ionomycín a kalcimycín mali miernu selektivitu, ale pre nigericín sa zistila 50-100-násobná selektivita, indanomycín, a lasalocid, s viac ako stonásobnou selektivitou, ktorú zobrazuje narasin, salinomycín, monenzín, a nanchangamycín,

X-206-Čo je špeciálne?

Zlúčeninou vybranou pre túto štúdiu bolo ionoforové antibiotikum X-206, ktoré bolo silne selektívne a silné, s takmer 600 -násobnou selektivitou. Má niekoľko neobvyklých subštruktúr, ako tri laktolové jednotky, ktoré môžu v pevnom stave priamo interagovať s kovovými iónmi. Molekula už ukázala, že inhibuje parazity plazmódia.

Táto štúdia skúmala jeho inhibičnú aktivitu proti replikácii vírusu SARS-CoV-2. Koncovými bodmi boli qRT-PCR a vírusový S proteín. Ukázalo sa, že inhibuje počet vírusových kópií a tvorbu S proteínu pri najnižšej testovanej koncentrácii 760 pM. Salinomycín bol tiež testovaný a dokázal sa, že je silným vírusovým inhibítorom.

Na druhej strane, hydroxychlorochin (HCQ) vykazoval malú inhibičnú aktivitu na vírus v kultivovaných bunkách exprimujúcich TMPRSS2, ale účinne inhiboval replikáciu vírusu v bunkách divokého typu. Tento rozdiel nebol pri použití X-206 pozorovaný.

Je známe, že PEI sa hromadia v lyzozómoch, inhibícia autofágie, a ich klasická vlastnosť umožnenia prenosu kovových katiónov výmenou za protóny by mala viesť k zmenenému lyzozomálnemu pH. Je to podobné mechanizmu katiónových amfifilov, ako je HCQ, čo by mohlo naznačovať, že súvisiace mechanizmy fungujú.

Vedci vykonali morfologické profilovanie na porovnanie zlúčenín na kultivovaných bunkách bez akejkoľvek vírusovej infekcie. Zistili, že HCQ vykazuje odlišný vzor bioaktivity od PEI, alebo aspoň ich podmnožina. Biologická aktivita v zásade zodpovedala koncentráciám spojeným s antivírusovou aktivitou. Záver bol taký, že PEI „sprostredkúvajú svoje antivírusové účinky mechanizmom, ktorý sa líši od mechanizmu lyzosomotropného, katiónové amfifily “ako HCQ.

Neočakávane silná inhibícia SARS-CoV-2

Nie sú známe žiadne údaje o bezpečnosti ľudí o PEI, a niektorým zvieratám pripadá toxické, ale používajú sa v poľnohospodárskom priemysle, čo znamená, že sú vyrábané v priemyselnom meradle, s bezpečnosťou. Preto súčasná štúdia skúmala, či PEI majú širokospektrálnu antivírusovú aktivitu, a konkrétne proti SARS-CoV-2.

Vedci zistili, že bežne používané PEI ako salinomycín, monenzín, a lasalocid sú účinné proti radu vírusov. Navyše, tieto sú účinné aj proti SARS-CoV-2. Najmä X-206 je prekvapivo účinný a selektívny ako antivírusový prostriedok s vyššie uvedeným spektrom účinku.

Štúdia dospela k záveru, "Naše budúce úsilie bude zamerané na pochopenie presného pôvodu silnej antivírusovej aktivity X-206, čo môže tiež pomôcť objasniť možnosti ďalšieho predklinického vývoja. “

*Dôležitá poznámka

bioRxiv vydáva predbežné vedecké správy, ktoré nie sú predmetom vzájomného hodnotenia, a preto, by nemali byť považované za presvedčivé, viesť klinickú prax/správanie súvisiace so zdravím, alebo sa s nimi zaobchádza ako so zavedenými informáciami.

• Mikrobiálna tmavá hmota môže ovplyvniť hladinu cholesterolu u ľudí
• Nové antisense liečivá sľubujú zlepšenie zdravia ľudí s NAFLD