Ingavirín môže byť sľubnou zlúčeninou v boji proti koronavírusu 2 vyvolávajúcemu ťažký akútny respiračný syndróm (SARS-CoV-2)

Stiahnuť PDF English version

Autori: Ivan Malík ^1,2; Gustav Kovac ²; Tereza Padrtova ³; Lucia Hudecova ²
Pôsobisko autorov: Department of Pharmaceutical Chemistry Faculty of Pharmacy, Comenius University in Bratislava ¹; Institute of Chemistry, Clinical Biochemistry and Laboratory Medicine, Faculty of Medicine ²; Department of Chemical Drugs Faculty of Pharmacy, Masaryk University ³
Vyšlo v časopise: Čes. slov. Farm., 2020; 69, 107-111
Kategória: Přehledy a odborná sdělení

Súhrn

Koronavírus 2 vyvolávajúci ťažký akútny respiračný syndróm (SARS-CoV-2) a pandémia ochorenia COVID-19 (COrona VIrus Disease-19), ktoré je týmto vírusom zapríčinené, v priebehu polroka zmenili svet. Deficit efektívnej terapie COVID-19, spolu s jeho etiológiou, rezultovali v čase písania tejto publikácie do viac ako 500 000 potvrdených úmrtí a globálna ekonomika je na nevídanej, bezprecedentne nízkej úrovni s neznámymi krátkodobými a dlhodobými dôsledkami. Ingavirín je považovaný za netoxické širokospektrálne antivirotikum s komplexným mechanizmom pôsobenia. Zlúčenina bola pôvodne projektovaná pre profylaxiu a liečbu chrípky, ktorá je zapríčinená vírusmi chrípky antigénnych typov A a B a pre liečbu ďalších akútnych respiračných ochorení vyvolaných inými vírusmi. V publikácii je formulovaná hypotéza o účinnosti tejto molekuly obsahujúcej 1H-imidazol-4-ylový heterocyklus proti SARS-CoV-2. Aktivita by mohla súvisieť so schopnosťou derivátu interferovať so špecifickými heterogénnymi nukleárnymi ribonukleoproteínmi (napríklad s typom A1). Tieto špecifické RNA-viažuce proteíny vykazovali afinitu k nukleokapsidovému proteínu (N-proteínu) koronavírusu vyvolávajúceho ťažký akútny respiračný syndróm (SARS-CoV), ktorý sa vyznačuje vysokou homológiou s N-proteínom SARS-CoV-2 vyjadrenou sekvenčnou zhodou 90,25 %. Narušenie optimálnych interakcií medzi nukleárnymi ribonukleoproteínmi a nukleokapsidovým proteínom SARS-CoV-2 by mohli rezultovať do inhibície replikačného cyklu tohto vírusu. Aditívne imunomodulačné vlastnosti ingavirínu by mohli byť výhodné pre indukciu adaptívnej imunity hostiteľských buniek.

Klíčová slova:

SARS-CoV-2 – COVID-19 – ingavirín – heterogénne jadrové ribonukleoproteíny – nukleokapsidový proteín (N-proteín)

Zdroje

1. Huang C., Wang Y., Li X., Ren L., Zhao J., Hu Y., Zhang L., Fan G., Xu J., Gu X. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. Lancet 2020; 395, 497–506. doi:10.1016/S0140-6736(20)30183-5

2. Wu A., Peng Y., Huang B., Ding X., Wang X., Niu P., Meng J., Zhu Z., Zhang Z., Wang J. Genome composition and divergence of the novel coronavirus (2019-nCoV) originating in China. Cell Host Microbe 2020; 27, 325–328, doi:10.1016/j.chom.2020.02.001

3. Lu R., Zhao X., Li J., Niu P., Yang B., Wu H., Wang W., Song H., Huang B., Zhu N., Bi Y., Ma X., Zhan F., Wang L., Hu T., Zhou H., Hu Z., Zhou W., Zhao L., Chen J., Meng Y., Wang J., Lin Y., Yuan J., Xie Z., Ma J., Liu W. J., Wang D., Xu W., Holmes E. C., Gao G. F., Wu G., Chen W., Shi W., Tan, W. Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: Implications for virus origins and receptor binding. Lancet 2020; 395, 565–574. doi:10.1016/S0140-6736(20)30251-8

4. Zumla A., Chan J. F., Azhar E. I., Hui D. S., Yuen K. Y. Coronaviruses – drug discovery and therapeutic options. Nat. Rev. Drug Discov. 2016; 15, 327–347. doi:10.1038/nrd.2015.37

5. McKee D. L., Sternberg A., Stange U., Laufer S., Naujokat C. Candidate drugs against SARS-CoV-2 and COVID-19. Pharmacol. Res. 2020; 157, art no. 104859 (9 pp.). doi:10.1016/j.phrs.2020.104859

6. Tiwari V., Beer J. C., Sankaranarayanan N. V., Swanson-Mungerson M., Desai, U. R. Discovering small-molecule therapeutics against SARS-CoV-2. Drug Discov. Today 2020 [ahead of print]. doi:10.1016/j.drudis.2020.06.017

7. Gorbalenya A. E., Snijder E. J., Spaan W. J. M. Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus phylogeny: Toward consensus. J. Virol. 2004; 78, 7863–7866. doi:10.1128/JVI.78.15.7863-7866.2004.

8. Subbarao K., Mahanty S. Respiratory virus infections: Understanding COVID-19. Immunity 2020; 52, 905–909. doi:10.1016/j.immuni.2020.05.004

9. https://clinicaltrials.gov/ (15. 6. 2020)

10. Fragkou P. C., Belhadi D., Peiffer-Smadja P., Moschopoulos C. D., Lescure F.-X., Janocha H., Karofylakis E., Yazdanpanah Y., Mentré F., Skevaki C., Laouénan C., Tsiodras S., on behalf of the ESCMID Study Group for Respiratory Viruses. Review of trials currently testing treatment and prevention of COVID-19. Clin. Microbiol. Infect. 2020 [article in press] (11 pp.). doi:10.1016/j.cmi.2020.05.019

11. Dzyublik A. Ya., Simonov S. S., Yachnik V. A. Clinical efficacy and safety of antiviral drug Ingavirin in patients with asthma exacerbations caused by an acute respiratory viral infection (ARVI). Pulmonologiya 2013; 43–50. doi:10.18093/0869-0189-2013-0-6-765-775

12. Chupakhin O. N., Charushin V. N., Rusinov V. L. Scientific foundations for the creation of antiviral and antibacterial preparations. Her. Russ. Acad. Sci. 2016; 86, 206–212. doi:10.1134/S1019331616030163

13. Loginova S. Y., Borisevich S. V., Maksimov V. A., Bondarev V. P., Nebolsin V. E. Therapeutic efficacy of Ingavirin, a new domestic formulation agaisnt Influenza A virus (H3N2). Antibiot. Khimioter. 2008; 53, 27–30.

14. Loginova S. Y., Borisevich S. V., Lykov M. V., Vedenina E. V., Borisevich G. V., Bondarev V. P., Nebolsin V. E., Chuchalin A. G. In vitro efficacy of Ingavirin against the Mexican pandemic subtype H1N1 of Influenza A virus, strains A/California/04/2009 and A/California/07/2009. Antibiot. Khimioter. 2009; 54, 15–17.

15. Zarubaev V. V., Garshinina A. V., Kalinina N. A., Shtro A. A., Belyaevskaya S. V., Slita A. V., Nebolsin V. E., Kiselev O. I. Activity of Ingavirin (6-[2-(1H-imidazol-4-yl)ethylamino]-5--oxohexanoic acid) against human respiratory viruses in in vivo experiments. Pharmaceuticals 2011; 4, 1518–1534. doi:10.3390/ph4121518

16. Loginova S. Ya., Borisevich S. V., Shkliaeva O. M., Maksimov V. A., Bondarev V. P., Nebolsin V. E. Prophylactic and therapeutic efficacies of Ingavirin, a novel Russian chemotherapeutic, with respect to Influenza pathogen A (H5N1). Antibiot. Khimioter. 2010; 55, 10–12.

17. Semenova N. P., Prokudina E. N., Livov D. K., Nebolsin V. E. Effect of the antiviral drug Ingaviruin on intracellular transformations and import into the nucleus of Influenza A virus nucleocapsid protein. Vopr. Virusol. 2010; 55, 17–20.

18. Zarubaev V. V., Nebolsin V., Garshinina A., Kalinina N., Shtro A., Kiselev O. Antiviral activity of Ingavirin (imidazolyl ethanamide pentandioic acid) against lethal influenza infection caused by pandemic strain A/California/07/09 (H1N1)v in white mice. Antiviral Res. 2010; 86, 50. doi:10.1016/j.antiviral.2010.02421

19. Monod A., Swale C., Tarus B., Tissot A., Delmas B., Ruigrok R. W., Crépin T., Slama-Schwok, A. Learning from structure-based drug design and new antivirals targeting the ribonucleoprotein complex for the treatment of influenza. Expert Opin. Drug Discov. 2015; 10, 345–371. doi:10.1517/17460441.2015.1019859

20. Isayeva E. I., Nebolsin V. E., Kozulina I. S., Morozova O. V. In vitro investigation of the antiviral activity of Ingavirin against Metapneumovirus. Vopr. Virusol. 2012; 57, 34–38.

21. Shuldyakov A. A., Lyapina E. P., Kuznetsov V. I., Erofeeva M. K., Pozdnyakova M. G., Maksakova V. L., Kotova O. S., Shelekhova S. E., Buzitskaya Zh. V., Amosova I. V., Gil A. Yu. Clinical and epidemiological efficacy of antiviral drug Ingavirin. Pulmonologiya 2012; 62–69. doi:10.18093/0869-0189-2012-0-4-62-69

22. Surjit M., Lal S. K. The SARS-CoV nucleocapsid protein: A protein with multifarious activities. Infect. Genet. Evol. 2008; 8, 397–405. doi:10.1016/j.meegid.2007.07.004

23. Zeng W., Liu G., Ma H., Zhao D., Yang Y., Liu M., Mohammed A., Zhao Ch., Yang Y., Xie J., Ding Ch., Ma X., Weng J., Gao Y., He H., Jin T. Biochemical characterization of SARS--CoV-2 nucleocapsid protein. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2020; 527, 618–623. doi:10.1016/j.bbrc.2020.04.136

24. Marra M. A., Jones S. J. M., Astell C. R., Holt R. A., Brooks-Wilson A., Butterfield Y. S. N., Khattra J., Asano J. K., Barber S. A., Chan S. Y., Cloutier A., Coughlin S. M., Freeman D., Girn N., Griffith O. L., Leach S. R., Mayo M., McDonald H., Montgomery S. B., Pandoh P. K., Petrescu A. S., Robertson A. G., Schein J. E., Siddiqui A., Smailus D. E., Stott J. M., Yang G. S., Plummer F., Andonov A., Artsob H., Bastien N., Bernard K., Booth T. F., Bowness D., Czub M., Drebot M., Fernando L., Flick R., Garbutt M., Gray M., Grolla A., Jones, S., Feldmann H., Meyers A., Kabani A., Li Y., Normand S., Stroher U., Tipples G. A., Tyler S., Vogrig R., Ward D., Watson B., Brunham R. C., Krajden M., Petric M., Skowronski D. M., Upton C., Roper R. L. The genome sequence of the SARS-associated coronavirus. Science 2003; 300, 1399–1404. doi:10.1126/science.1085953

25. Rota P. A., Oberste S. M., Monroe S. S., Nix A. W., Campagnoli R., Icenogle J. P., Peñaranda S., Bankamp B., Maher K., Chen M.-H., Tong S., Tamin A., Lowe L., Frace M., DeRisi J. L., Chen Q., Wang D., Erdman D. D., Peret T. C. T., Burns C., Ksiazek T. K., Rollin P. E., Sanchez A., Liffick S., Holloway B., Limor J., McCaustland K., Olsen-Rasmussen M., Fouchier R., Günther S., Osterhaus A. D. M. E., Drosten Ch., Pallansch M. A., Anderson L. J., Bellin W. J. Characterization of a novel coronavirus associated with Severe Acute Respiratory Syndrome. Science 2003; 300, 1394–1399. doi:10.1126/science.1085952

26. Luo H. B., Chen Q., Chen J., Chen K. X., Shen X., Jiang H. L. The nucleocapsid protein of SARS coronavirus (SARS_N) has a high binding affinity to the human cellular heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A1 (hnRNP A1). FEBS Lett. 2005; 579, 2623–2628. doi:10.1016/j.febslet.2005.03.080

27. Solovyeva O. G. The experience of using the antiviral drug Ingavirin in the treatment of complicated forms of influenza and SARS. Pulmonologiya 2012; 62–66.

28. Tsai P.-L., Chiou N.-T., Kuss S., García-Sastre A., Lynch K. W., Fontoura B. M. A. Cellular RNA binding proteins NS1-BP and hnRNP K regulate Influenza A Virus RNA splicing. PLoS Pathog. 2013; 9, art. no. e1003460 (13 pp.). doi:10.1371/journal.ppat.1003460

29. Dreyfuss G., Matunis M. J., Piñol-Roma S., Burd C. G. hnRNP Proteins and the biogenesis of mRNA. Annu Rev. Biochem. 1993; 62, 289–321. doi:10.1146/annurev.bi.62.070193.001445

30. Sokolova T. M., Poloskov V. V., Shuvalov A. N., Burova O. S., Sokolova Z. A. Signaling TLR/RLR-mechanisms of immunomodulating action of Ingavirin and Thymogen preparations. Russian J. Biother. 2019; 18, 60–66. doi:10.17650/1726-9784-2019-18-1-60-66

31. Arpaia N., Barton G. M. Toll-like receptors: key players in antiviral immunity. Curr. Opin. Virol. 2011; 1, 447–454. doi:10.1016/j.coviro.2011.10.006

32. Loo Y.-M., Gale Jr. M. Immune signaling by RIG-I-like receptors. Immunity 2011; 34, 680–692. doi:10.1016/j.immuni.2011.05.003

33. Aschacher T., Krokhin A., Kuznetsova I., Langle J., Nebolsin V., Egorov A., Bergmann M. Effect of the preparation Ingavirin (imidazolyl ethanamide pentandioic acid) on the interferon status of cells under conditions of viral infection. Epidemiol. Infect. Dis. 2016; 21, 196–205.