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Un equipo de científicos de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de EE. UU. Identificó recientemente seis nuevos inhibidores de moléculas pequeñas del síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2) y sus variantes. El estudio está disponible actualmente en bioRxiv* Servidor de preimpresión.
antecedentes
Desde su aparición a finales de diciembre de 2019 en China, el SARS-CoV-2, el patógeno que causa la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19), ha sufrido más de 12.000 mutaciones. La mayoría de estas mutaciones aparecieron en la proteína puntiaguda del SARS-CoV-2, lo que resultó en variantes virales con una infectividad significativamente mayor y una eficacia de evasión inmune.
Según el informe de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC), han surgido en todo el mundo un total de 13 tipos diferentes de SARS-CoV-2; Cinco de ellos se clasificaron como variables de interés (COV).
En la primera fase de la pandemia, el Centro Nacional para el Avance de la Ciencia Traslacional (NCATS), EE. UU., Comenzó a examinar varios medicamentos antivirales para identificar posibles tratamientos reutilizados para combatir el COVID-19. Crearon un portal OpenData para poner a disposición del público la información relacionada con los medicamentos.
Recientemente, científicos de NCATS, NIH, realizaron una selección híbrida hipotética de dos bibliotecas de más de 120.000 compuestos para identificar posibles inhibidores anti-SARS-CoV-2 con citotoxicidad limitada.
Híbrido en silico El enfoque incluye la relación cuantitativa estructura-función y el modelado farmacológico basado en correlaciones. Los científicos evaluaron además compuestos específicos para la actividad anti-SARS-CoV-2 utilizando ensayos de citotoxicidad y efectos citopáticos.
Inspeccion de vehiculo
Los científicos llevaron a cabo dos rondas de en silico Poner en pantalla. de 1calle y 2segunda abreviatura Las rondas de selección identificaron un total de 640 compuestos.
Al analizar el efecto citopático de la actividad inhibidora del SARS-CoV-2 y el perfil de toxicidad, seleccionaron además 42 y 58 compuestos de 1calle y 2segunda abreviatura rondas de selección, respectivamente, que mostraron una actividad antiviral significativa y una citotoxicidad baja o nula.
Relaciones estructurales y funcionales de los compuestos seleccionados
Los científicos han identificado tres posibles tipos químicos (A, B y C) con tres o más isótopos estructurales activos mediante la realización de análisis de masa jerárquico.
Dentro del quimiotipo A, se identificaron tres isótopos con una eficacia de más del 83%. Dentro del quimiotipo B, se han identificado ocho isótopos potenciales con una potencia que oscila entre el 66% y el 100%. Dentro del quimotipo C que contiene quinazolina, se identificaron diez posibles análogos, incluidos tres con la mayor actividad antiviral.
Todos los isótopos pertenecientes a los tres patrones químicos mostraron una solubilidad y permeabilidad aceptables. Sin embargo, los isótopos mostraron el doble de vida media metabólica. Para obtener una vida de corte de más de 30 minutos, los científicos agregaron el grupo N-aminoetilo del anillo de piperazina.
El modo de acción de los compuestos seleccionados.
Los científicos evaluaron además los compuestos identificados en el ensayo híbrido para determinar su actividad contra la entrada y replicación del virus.
Dado que la inhibición de la proteasa clave del SARS-CoV-2 altera la maduración funcional de las proteínas virales, los científicos inicialmente analizaron los compuestos activos en el ensayo enzimático maestro del SARS-CoV-2. Sin embargo, no pudieron detectar ninguna actividad.
Además, probaron la capacidad de estos compuestos para bloquear la interacción entre el dominio de unión al receptor del SARS-CoV-2 (RBD) y la enzima convertidora de angiotensina humana 2 (ACE2). Sin embargo, no pudieron obtener resultados concluyentes.
Para superar estas deficiencias, realizaron electroforesis térmica microscópica para probar si los compuestos estaban unidos a ACE2. Además, realizaron un ensayo de entrada de pseudopartículas de SARS-CoV-2 para comprobar si los compuestos podrían interferir con la entrada de la célula huésped del SARS-CoV-2 al unirse al receptor viral ACE2. A partir de estos análisis, identificaron seis compuestos que se unen a ACE2 con un alto grado de afinidad y, por lo tanto, evitan la entrada del virus en las células huésped.
Se han identificado cinco compuestos más potentes y potentes, junto con datos ADME de laboratorio / físicos y químicos. aIC50: valor de concentración inhibidora semimáxima obtenido del ensayo CPE en 8 puntos de respuesta a la dosis, medido por duplicado. B. Eficacia: el efecto inhibidor máximo observado en el ensayo CPE. cT1 / 2: La vida media metabólica se midió en lisados de micro-hígado de rata en minutos, con una vida media detectable mínima de 1 minuto. Se ha informado que dPAMPA (ensayo de permeabilidad de membrana sintética paralela) es una medida de la permeabilidad negativa de los compuestos (1 × 10−6 cm / seg). e Solubilidad: prueba de pION μSOL para determinar la solubilidad acuosa cinética, pH 7,4. B. Se identificaron tres quimiocinas (AC) como activas en el ensayo CPE.
Dado que ninguno de los compuestos mostró afinidad de unión por la proteína de pico viral, los científicos plantearon la hipótesis de que la actividad antiviral de los compuestos no depende de la secuencia de pico. Por tanto, se espera que los compuestos sean eficaces contra variantes virales emergentes con múltiples mutaciones mutagénicas.
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Curvas de dosis-respuesta para los seis compuestos de unión a ACE2 en los ensayos de citotoxicidad y PP. a, compuesto 1; b, compuesto 2; c, compuesto 5; d, compuesto 24; e, compuesto 25; f, Compuesto 19. WT – ensayo de variante de SARS-CoV-2 de tipo salvaje; Prueba SA: variante de Sudáfrica B.1.351; Ensayo variable Reino Unido – Reino Unido B.1.1.7; Ensayo VSV-G-PP que contiene proteína G del virus de la estomatitis vesicular; Ensayo de citotoxicidad.
Para probar la hipótesis, probaron los compuestos contra diferentes variantes virales. Señalan que los compuestos tienen una eficacia similar o superior contra los virus B.1.351 (descubierto por primera vez en Sudáfrica) y B.1.1.7 (descubierto por primera vez en el Reino Unido) en comparación con el SARS-CoV-2 de tipo salvaje.
Estudia la importancia
El estudio identifica seis nuevos compuestos antivirales que inhiben significativamente la entrada de células huésped del SARS-CoV-2 a través de la unión a ACE2. Dado que los compuestos no alteran la actividad enzimática de ACE2, los científicos sugieren que los compuestos están unidos alostéricamente a ACE2.
Es importante destacar que es poco probable que los compuestos pierdan su eficacia antiviral debido a una mutagenicidad elevada porque no interactúan directamente con las proteínas espinosas del SARS-CoV-2.
*Nota IMPORTANTE
bioRxiv Publica informes científicos preliminares que no han sido revisados por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, guiar la práctica clínica / comportamiento relacionado con la salud o tratarse como información establecida.
