Inhibidores de la proteasa del SARS-CoV-2: un enfoque atractivo para tratar la COVID-19

la pandemia actual de SARS-CoV-2 ha puesto de relieve la amenaza sustancial que representan los coronavirus patógenos para los humanos. Hasta la fecha, más de seis millones de personas han muerto a causa de la COVID-19 en todo el mundo y se han notificado más de 500 millones de casos. 1

Aunque se han desarrollado vacunas efectivas contra el COVID-19, ya han surgido variantes del SARS-CoV-2 para las cuales las vacunas son menos efectivas, y muchas personas siguen sin vacunarse debido a ciertas condiciones médicas, elección personal o desafíos de acceso global.

Inhibición de las proteasas del SARS-CoV-2

Actualmente, las opciones terapéuticas limitadas están disponibles para aquellos que están infectados con SARS-CoV-2 y los intentos de reutilizar medicamentos aprobados han tenido un éxito mínimo hasta el momento. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de desarrollar antivirales efectivos para complementar los esfuerzos de vacunación y prevenir enfermedades más graves, hospitalizaciones y muertes.

Los inhibidores de la proteasa viral que bloquean las enzimas críticas para la replicación viral se han utilizado durante mucho tiempo en el tratamiento de los virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) y la hepatitis C. Los investigadores ahora están estudiando el potencial de los inhibidores de la proteasa para el tratamiento del SARS-CoV-2.

Durante la infección, la proteasa principal del SARS-CoV-2 (M pro ) escinde dos poliproteínas, pp1a y pp1ab, en diferentes sitios produciendo proteínas no estructurales más cortas que son críticas para la replicación viral. Por lo tanto , la inhibición de SARS-CoV-2 M pro representa un enfoque atractivo para el desarrollo de la terapia COVID-19.

PF-07321332: un inhibidor de SARS-CoV-2 M pro biodisponible por vía oral

En un estudio reciente financiado por Pfizer , un equipo de investigadores describe el descubrimiento y la caracterización de un inhibidor oral de SARS-CoV-2 M pro , PF-07321332, que demostró una seguridad, tolerabilidad y biodisponibilidad impresionantes contra el SARS-CoV-2. 2

PF-07321332, que ahora se está probando en ensayos clínicos, 3 es un derivado de PF-00835231 que contiene nitrilo. Este compuesto se identificó previamente como un potente inhibidor de SARS-CoV y SARS-CoV-2 M pro , pero se absorbe poco por vía oral en animales. 2

En el presente estudio, los investigadores informan que PF-07321332 demostró una potente inhibición en los ensayos FRET M pro que representan M pro de todos los tipos de coronavirus que se sabe que infectan a los humanos. En particular, no se observaron efectos inhibitorios contra varias proteasas de cisteína, serina y aspartil de mamíferos, incluso a la concentración más alta probada (100 µM).

En ensayos celulares que utilizaron células epiteliales basales alveolares derivadas de adenocarcinoma humano (A549) que expresan ACE2 y células epiteliales bronquiales humanas normales diferenciadas (dNHBE), PF-07321332 inhibió con éxito la replicación del SARS-CoV-2. Según el grupo de investigación, el compuesto también demostró actividad oral en un modelo de SARS-CoV-2 adaptado a ratones y alcanzó concentraciones plasmáticas orales que excedieron la potencia celular antiviral in vitro en un ensayo clínico de fase 1 en participantes humanos sanos.

Durante el estudio, los investigadores utilizaron el lector de placas multimodo EnVision ® de PerkinElmer para medir la polarización de la fluorescencia en el ensayo de unión de la proteína 4 que contiene bromodominio (BRD4), y SPA Beads y el sistema MicroBeta 2 ® en los ensayos de fosfodiesterasa.

Detección virtual para identificar SARS-CoV ‑ 2 M pro Inhibidores

En un segundo estudio , un equipo de investigadores utilizó dos enfoques de detección virtual para identificar posibles inhibidores del SARS-CoV-2 M pro . 4 En la primera pantalla, se acopló una biblioteca con 235 millones de compuestos al sitio activo de M pro y las 100 moléculas mejor clasificadas se analizaron en ensayos enzimáticos y de unión. Utilizaron un ensayo de actividad de proteasa para analizar la proactividad de M , en el que los compuestos se sembraron en placas de 384 pocillos y se midió la fluorescencia en un lector de placas multimodo EnVision® . Para el ensayo de interacción de unión directa, el equipo utilizó un biosensor basado en resonancia de plasmón superficial (SPR) en tres concentraciones (5, 15-20 y 50 μM).

La segunda pantalla virtual se centró en la optimización de un hit de una pantalla de fragmentos cristalográficos anterior. La optimización de fragmento a cliente potencial se guió por búsquedas en una biblioteca de millones de compuestos combinados con pantallas de acoplamiento para seleccionar el mejor candidato.

En general, la primera pantalla de la biblioteca identificó tres inhibidores, y cinco de las elaboraciones de fragmentos seleccionados mostraron efectos inhibidores. La posterior optimización hit-to-lead guiada por la estructura identificó potentes inhibidores con efectos antivirales contra varios coronavirus en modelos celulares.

Es de destacar que el compuesto más prometedor mostró una eficacia comparable al inhibidor de proteasa oral PF-07321332 de Pfizer contra el SARS-CoV-2. Escribiendo en JACS , los investigadores concluyeron: «Basado en el efecto antiviral de amplio espectro combinado con una selectividad prometedora y un perfil farmacocinético in vitro , el andamiaje representado por [este compuesto] es uno de los más prometedores para el desarrollo de un fármaco antiviral dirigido contra el SARS- CoV-2”.

Conclusión

Aunque el camino hacia el desarrollo de fármacos puede ser largo, el descubrimiento de inhibidores dirigidos a la replicación del coronavirus debería ser una alta prioridad para la investigación de COVID-19. Estos agentes terapéuticos tienen un gran potencial para mejorar la calidad de vida de millones de pacientes en todo el mundo. En este artículo, destacamos dos estudios publicados recientemente centrados en el descubrimiento de inhibidores del SARS-CoV-2 M pro , incluido uno que ahora se está probando en ensayos clínicos.

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Solo para uso de investigación. No debe utilizarse en los procedimientos de diagnóstico.

Referencias

  1. COVID Live – Estadísticas de coronavirus – Worldometer [Internet]. Worldometers.info. 2022 [citado el 20 de abril de 2022]. Disponible en: https://www.worldometers.info/coronavirus/
  2. Owen D, Allerton C, Anderson A, Aschenbrenner L, Avery M, Berritt S et al. Un candidato clínico inhibidor oral de SARS-CoV-2 Mpro para el tratamiento de COVID-19. Ciencias. 2021;374(6575):1586-1593.
  3. Búsqueda de: PF-07321332 | “COVID-19” – Lista de resultados – ClinicalTrials.gov [Internet]. Clinicaltrials.gov. 2022 [citado el 20 de abril de 2022]. Disponible en: https://clinicaltrials.gov/ct2/results?term=PF-07321332&cond=%22COVID-19%22
  4. Luttens A, Gullberg H, Abdurakhmanov E, Vo D, Akaberi D, Talibov V et al. Ultralarge Virtual Screening identifica los principales inhibidores de la proteasa del SARS-CoV-2 con actividad de amplio espectro contra los coronavirus. Revista de la Sociedad Química Estadounidense. 2022;144(7):2905-2920.
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