Ауранофин ингибирует репликацию SARS-CoV-2

Стремительная вспышка тяжелого острого респираторного синдрома коронавирус-2 (SARS-CoV-2) вызвала продолжающуюся пандемию коронавирусной болезни 2019 (COVID-19), унесшую более 6,5 миллионов жизней во всем мире. Хотя у большинства инфицированных SARS-CoV-2 были симптомы от легкой до умеренной степени тяжести и они не нуждались в каком-либо специальном лечении, 20% инфицированного населения страдали тяжелой формой инфекции, а 5% нуждались в интенсивной терапии. 

Исследование:  одобренный FDA препарат Ауранофин оказывает двойное ингибирующее действие на проникновение SARS-CoV-2 и передачу сигналов NF-κB . Кредит изображения: НИАИД

Фон

Тяжело инфицированные пациенты с COVID-19 страдают полиорганными поражениями из-за воспалительных процессов. Помимо легких, другими органами, на которые влияет COVID-19, являются печень, сердце и почки. Сильный выброс цитокинов или « цитокиновый шторм », вызванный вирусной инфекцией и/или вторичной инфекцией, является основной причиной смерти от COVID-19.

Проникновению SARS-CoV-2 в клетки человека способствует взаимодействие шиповидного (S) белка вируса с гепарансульфатом (HS) и расщепление S-белка на стыке S1-S2 фурином. Кроме того, клеточная сериновая протеаза TMPRSS2 также играет важную роль в вирусной инвазии клетки-хозяина. Эти ферменты позволяют им связываться с другим фактором-хозяином, а именно с мембранным белком нейропилином-1 (NRP1), и вызывать слияние клеточных мембран. В качестве альтернативы вирус также может проникать в клетки-хозяева через эндоцитоз внутри эндосомно-лизосомальных компартментов, который процессируется лизосомным катепсином L.

С самого начала пандемии COVID-19 ученые и политики с беспрецедентной скоростью работали над разработкой эффективных фармацевтических и нефармацевтических мер для сдерживания пандемии. Ремдесивир, аналог нуклеотидов, нацеленный на вирусную РНК-зависимую РНК-полимеразу (RdRp), был рекомендован для пациентов, инфицированных SARS-CoV-2, которым требовалась кислородная поддержка. Однако недавно Всемирная организация здравоохранения рекомендовала не использовать этот препарат для лечения COVID-19.

Было обнаружено, что несколько противовирусных препаратов для лечения COVID-19, включая Дексаметазон, Лагеврио и Паксловид, эффективны против предкового штамма SARS-CoV-2. Однако эффективность этих препаратов против недавно появившихся вариантов не оценивалась. В дополнение к этим противовирусным препаратам моноклональные антитела также использовались для лечения пациентов с COVID-19. Ингибиторы NF-kB предотвращают сильное воспаление, вызванное иммунными реакциями, связанными с высоким выбросом цитокинов из-за COVID-19.

Ауранофин

В новом исследовании, опубликованном в журнале ISCIENCE , ученые определили одобренный FDA ингибитор NF-κB, ауранофин, который также может контролировать воспаление. В этом исследовании одобренная FDA библиотека препаратов Prestwick Chemical Library использовалась для высокопроизводительного скрининга, основанного на ингибировании надмолекулярных комплексов, индуцированных цитокинами, связанных с активацией NF-kB.  

Новизна методологии связана с поиском соединений, которые могут ингибировать события активации NF-kB на ранней стадии COVID-19, активацию транскрипции, опосредованную NF-kB, и предшествующую активации IKK.

Об исследовании

В общей сложности шестьдесят кандидатов в лекарства были идентифицированы после первоначального процесса скрининга, которые обладали высокой степенью достоверности посредством статистического анализа. Среди этих кандидатов феноксибензамин, тимеросал, партенолид и ауранофин были способны ингибировать NF-kB361-зависимую транскрипцию и развитие комплексов, активирующих NF-kB. 

Однако ауранофин, соль золота, проявлял сильные противовоспалительные свойства с меньшим количеством побочных эффектов. Кроме того, это соединение мешало активности NF-kB, ингибируя киназу IkB ( IKK ).

Ион золота, связанный с ауранофином, взаимодействует с ферментами, содержащими группы серы или азота, особенно с тиоловыми или имидазольными группами. Ауранофин взаимодействует с сульфгидрильной группой  IKK  и ингибирует вышестоящую ферментативную активность. Этот препарат был одобрен FDA 33 года назад для лечения ревматоидного артрита и в настоящее время проходит клиническую оценку его эффективности при лечении рака.

В 2020 году ауранофин был предложен для лечения COVID-19, и сообщалось о его способности ингибировать репликацию SARS-CoV-2. Кроме того, ингибирующее действие на экспрессию воспалительных цитокинов также наблюдалось в различных  экспериментах in vitro  . Интересно, что пероральное введение этого препарата на модели сирийского хомяка для терапевтического анализа показало снижение повреждения легочной ткани, клеточной инфильтрации, воспаления и продукции IL-6. 

По сравнению со всеми соединениями, идентифицированными методом высокопроизводительного скрининга, ауранофин был единственным соединением, которое могло защитить клетки от вторжения вируса SARS-CoV-2. Это уменьшило количество репликационных комплексов  in vitro . Механически Ауранофин блокировал зависимый от рафта эндоцитарный путь и повышал подвижность ACE2 на поверхности клетки, что приводило к подавлению проникновения SARS-CoV-2 в клетки-хозяева. Кроме того, авторы предположили, что Ауранофин нарушает организацию мембранных липидов, что влияет на клеточные сигнальные пути, связанные с эндоцитозом, NF-kB и диффузией рецепторов ACE2.

Протеомный анализ показал, что Ауранофин нацелен на CHORDC1 (богатый цистеином и гистидином домен 1), TXNRD1 (тиоредоксинредуктаза 1) и NFKB2 (субъединица р100 каппа-В ядерного фактора). Кроме того, это соединение также ингибирует связанные с протеасомами деубиквитиназы UCHL5 (убиквитин-С-концевая гидролаза L5) и USP14 (убиквитин-специфическая пептидаза 14).

Перспективы будущего

Необходимы дополнительные исследования, основанные на трехмерных культурах легочных органоидов или животных моделях, чтобы подтвердить результаты и указать на истинные терапевтические преимущества ауранофина. Кроме того, необходимы клинические исследования с участием людей, чтобы полностью продемонстрировать эффективность Ауранофина против COVID-19.