Contemporary Approaches to the Discovery and Development of Broad-Spectrum Natural Product Prototypes for the Control of Coronaviruses.

The pressing need for SARS-CoV-2 controls has led to a reassessment of strategies to identify and develop natural product inhibitors of zoonotic, highly virulent, and rapidly emerging viruses. This review article addresses how contemporary approaches involving computational chemistry, natural product (NP) and protein databases, and mass spectrometry (MS) derived target-ligand interaction analysis can be utilized to expedite the interrogation of NP structures while minimizing the time and expense of extraction, purification, and screening in BioSafety Laboratories (BSL)3 laboratories. The unparalleled structural diversity and complexity of NPs is an extraordinary resource for the discovery and development of broad-spectrum inhibitors of viral genera, including Betacoronavirus, which contains MERS, SARS, SARS-CoV-2, and the common cold. There are two key technological advances that have created unique opportunities for the identification of NP prototypes with greater efficiency: (1) the application of structural databases for NPs and target proteins and (2) the application of modern MS techniques to assess protein-ligand interactions directly from NP extracts. These approaches, developed over years, now allow for the identification and isolation of unique antiviral ligands without the immediate need for BSL3 facilities. Overall, the goal is to improve the success rate of NP-based screening by focusing resources on source materials with a higher likelihood of success, while simultaneously providing opportunities for the discovery of novel ligands to selectively target proteins involved in viral infection.

The green tea catechin epigallocatechin gallate inhibits SARS-CoV-2 infection.

The severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2) infection has caused a pandemic with tens of millions of cases and more than a million deaths. The infection causes COVID-19, a disease of the respiratory system of divergent severity. No treatment exists. Epigallocatechin-3-gallate (EGCG), the major component of green tea, has several beneficial properties, including antiviral activities. Therefore, we examined whether EGCG has antiviral activity against SARS-CoV-2. EGCG blocked not only the entry of SARS-CoV-2, but also MERS- and SARS-CoV pseudotyped lentiviral vectors and inhibited virus infections in vitro. Mechanistically, inhibition of the SARS-CoV-2 spike-receptor interaction was observed. Thus, EGCG might be suitable for use as a lead structure to develop more effective anti-COVID-19 drugs.

Uso de plasma de convaleciente para el tratamiento de pacientes con enfermedad temprana por coronavirus (COVID-19) / Use of convalescent plasma for the treatment of patients with early coronavirus disease (COVID-19)

CoNTEXTO: La transfusión de plasma convaleciente a una persona con una infección viral podría neutralizar el microorganismo patógeno que lo afecta y, así, darle tiempo a esa persona de poner en marcha uma respuesta inmune activa, es decir, generada por su propio sistema inmunológico. La evidencia actual muestra que el uso de plasma de convaleciente no tiene efecto en mortalidad o en requerimiento de ventilación mecánica invasiva en pacientes con enfermedad severa por COVID-19. Las recomendaciones actuales basadas en evidencia, recomiendan en contra del uso de plasma de convaleciente para el tratamiento la COVID-19. Sin embargo, evidencia reciente sugirió un beneficio potencial en el uso temprano en adultos mayores, lo cual llevó al Ministerio de Salud de la Nación a realizar una recomendación acerca de su uso en este escenario. DESCRIPCIÓN DE LA TECNOLOGÍA: La inmunización pasiva, en este caso con anticuerpos heterólogos provenientes del plasma de pacientes recuperados de un proceso infeccioso por esa misma enfermedad, aplicados en forma temprana en la evolución de la enfermedad y en concentraciones suficientes, podrían complementar la respuesta inmune y mejorar la evolución de los pacientes con enfermedad por coronavirus (COVID-19). OBJETIVO: Evaluar los efectos del tratamiento con plasma de convaleciente en pacientes con e nfermedad temprana o ultra-temprana (menos de 7 días o menos de 3 días, respectivamente) por coronavirus (COVID-19) y el impacto presupuestario derivado de su aplicación temprana o ultra-temprana en mayores de 75 años. MÉTODOS: Se realizó una evaluación de tecnología sanitaria para valorar los efectos del tratamiento con plasma de convaleciente en pacientes con enfermedad temprana o ultra-temprana (menos de 7 días o menos de 3 días, respectivamente) por coronavirus (COVID-19) y el impacto presupuestario derivado de su aplicación em mayores de 70 años y brindar herramientas para evaluar la adherencia de esta recomendación y su incorporación o no a las intervenciones terapéuticas utilizadas en el ámbito de la provincia de Rio Negro para el tratamiento de personas que padecen COVID-19. Se realizó una revisión sistemática de la evidencia disponible para responder a la pregunta de investigación y una búsqueda sistemática de recomendaciones acerca de esta terapéutica. Posteriormente se modeló um análisis de impacto presupuestario desde la perspectiva del financiador. RESULTADOS: Se identificaron 744 estudios de los cuales 21 son ECA (ensayos controlados aleatorizados) que reportaron datos y 403 no ECA que reportaron datos. Luego de exclusión de duplicados y otros tipos de estudios, fueron seleccionados 3 ECA y 2 ECNA (ensayos controlados NO aleatorizados) que respondieron a la pregunta de investigación y cumplieron con los criterios de selección con 5820 pacientes en los que se comparó la infusión temprana de plasma de convaleciente contra placebo o el uso tardío del plasma. CONCLUSIÓN: El impacto presupuestario es alto, incluso desde el punto de vista de un análisis económico conservador que no considera la logística de implementación como red de atención temprana, telefonistas, traslados, etc. A esto se suman las dificultades existentes en cuanto a factibilidad de implementación y distribución, con alto riesgo de tener un impacto negativo en la equidad. Su uso temprano, en pacientes moderados de alto riesgo y sin enfermedad severa, con un producto de muy alto título de anticuerpos, basado en su plausibilidad biológica, posee un beneficio incierto y no resulta factible de implementar, pudiendo impactar en forma negativa en la equidad del sistema de salud.

Thapsigargin Is a Broad-Spectrum Inhibitor of Major Human Respiratory Viruses: Coronavirus, Respiratory Syncytial Virus and Influenza A Virus.

The long-term control strategy of SARS-CoV-2 and other major respiratory viruses needs to include antivirals to treat acute infections, in addition to the judicious use of effective vaccines. Whilst COVID-19 vaccines are being rolled out for mass vaccination, the modest number of antivirals in use or development for any disease bears testament to the challenges of antiviral development. We recently showed that non-cytotoxic levels of thapsigargin (TG), an inhibitor of the sarcoplasmic/endoplasmic reticulum (ER) Ca2+ ATPase pump, induces a potent host innate immune antiviral response that blocks influenza A virus replication. Here we show that TG is also highly effective in blocking the replication of respiratory syncytial virus (RSV), common cold coronavirus OC43, SARS-CoV-2 and influenza A virus in immortalized or primary human cells. TG's antiviral performance was significantly better than remdesivir and ribavirin in their respective inhibition of OC43 and RSV. Notably, TG was just as inhibitory to coronaviruses (OC43 and SARS-CoV-2) and influenza viruses (USSR H1N1 and pdm 2009 H1N1) in separate infections as in co-infections. Post-infection oral gavage of acid-stable TG protected mice against a lethal influenza virus challenge. Together with its ability to inhibit the different viruses before or during active infection, and with an antiviral duration of at least 48 h post-TG exposure, we propose that TG (or its derivatives) is a promising broad-spectrum inhibitor against SARS-CoV-2, OC43, RSV and influenza virus.

COVID-19 et Dextrométhorphane / COVID-19 and Dextromethorphan

CONTEXTE: Le présent document ainsi que les constats qu'il énonce ont été rédigés en réponse à une interpellation de l'Ordre des pharmaciens du Québec (OPQ) dans le contexte de la crise sanitaire liée à la maladie à coronavirus (COVID-19) au Québec. L'objectif est de réaliser une recension sommaire des données publiées et de mobiliser les savoirs clés afin d'informer les décideurs publics et les professionnels de la santé et des services sociaux. Bien que les constats reposent sur un repérage exhaustif des données scientifiques publiées, sur l'évaluation de la qualité méthodologique des études et sur une appréciation du niveau de preuve scientifique par paramètre clinique d'intérêt, le processus ne repose pas entièrement sur une méthode systématique selon les normes habituelles à l'INESSS. Dans les circonstances d'une telle crise de santé publique, l'INESSS reste à l'affût de toutes nouvelles données, qu'elles soient de nature scientifique ou contextuelle, susceptibles de lui faire modifier cette réponse. MÉTHODOLOGIE : Questions d'évaluation Est-ce que le dextrométhorphane devrait être proscrit chez les patients COVID-19 positif? Quelle est la position des sociétés savantes, des agences règlementaires, des agences de santé publique et des agences d'évaluation des technologies en santé sur l'usage du dextrométhorphane en COVID-19? Type de revue de littérature: Revue systématique rapide Repérage des publications : La stratégie de recherche et le repérage des documents tirés de la littérature scientifique ont été réalisés par un conseiller en information scientifique et une professionnelle scientifique en utilisant notamment les mots clés suivants : dextrométhorphane, COVID19, coronavirus, SRAS-CoV-2. RÉSULTATS: Données pré-cliniques (in vitro et in vivo) Le dextrométhorphane est un analogue du lévorphanol, un opioïde synthétique. Ce médicament traverse la barrière hémato-encéphalique et active les récepteurs opioïdes sigma du centre de la toux pour ainsi supprimer le réflexe de la toux. Il est utilisé notamment comme antitussif. Une étude réalisée in vitro avait pour but d'identifier parmi des médicaments déjà disponibles sur le marché des traitements potentiels contre la COVID-19 [Gordon et al., 2020]. Ainsi, 69 médicaments ont été sélectionnés notamment sur la base de leur interaction avec des protéines du virus SRAS-CoV-2. Parmi ceux-ci, la chloroquine, la clémastine, l'halopéridol et le dextrométhorphane ciblaient les récepteur sigma-1. Toutefois, seul le dextrométhorphane augmentait l'activité virale. Les auteurs n'expliquent pas cette divergence de réponse aux différents ligands des récepteurs sigma-1. Un autre essai suggère que le mécanisme expliquant cet effet proviral serait une déstabilisation structurale et une augmentation dans la dynamique conformationnelle [Pandey et al., 2020]. Toutefois, dans une étude a utilisé une approche in silico pour évaluer les propriétés de l'association dextrométhorphane/prednisolone/dexaméthasone, les résultats suggèrent plutôt que cette association pourraient être une thérapie efficace contre la COVID-19 [Sarkar et al., 2020]. Il est à noter qu'une étude a évalué l'effet du dextrométhorphane in vitro et in vivo sur le virus de l'influenza [Enkirch et al., 2019]. Les résultats ont montré que chez des cellules de reins canins infectées avec les souches classique H1N1 PR8, H1N1 pandémique et H3N2 saisonnière, la dose efficace médiane (CE50) se situerait entre 5 et 50 µM. L'évaluation de son efficacité chez les souris suggèrent qu'il diminuerait significativement les titres viraux pulmonaires et augmenterait l'efficacité de l'oseltamivir. Enfin, dans un modèle animal de furet infecté avec la souche H1N1 pandémique, le dextrométhorphane a diminué la sévérité de la présentation clinique de la maladie, mais n'a pas affecté les titres viraux. DISCUSSION: Au terme des travaux, il ressort qu'aucune donnée scientifique dans la littérature ne permet d'établir une relation claire entre le dextrométhorphane et la COVID-19. À la suite de l'analyse effectuée, seules des études in vitro/in silico ont été répertoriées. Ces dernières présentaient des résultats contradictoires en ce qui a trait à l'impact du dextrométhorphane sur l'activité virale du virus SRAS-CoV-2. Le devis de ces études ainsi que le caractère contradictoire des résultats rendent difficile la prise d'une position claire. Il est notamment nécessaire d'avoir une étude effectuée chez les humains avant de pouvoir tirer toute conclusion en lien avec le dextrométhorphane et la COVID-19. En demeurant à l'affût de nouvelles données scientifiques, cette réponse permet d'informer les professionnels de la santé et de les soutenir dans leur prise de décision clinique dans le contexte de la pandémie actuelle.

Development and Expression of Subunit Vaccines Against Viruses in Plants.

Various systems exist for the robust production of recombinant proteins. However, only a few systems are optimal for human vaccine protein production. Plant-based transient protein expression systems offer an advantageous alternative to costly mammalian cell culture-based systems and can perform posttranslational modifications due to the presence of an endomembrane system that is largely similar to that of the animal cell. Technological advances in expression vectors for transient expression in the last two decades have produced new plant expression systems with the flexibility and speed that cannot be matched by those based on mammalian or insect cell culture. The rapid and high-level protein production capability of transient expression systems makes them the optimal system to quickly and versatilely develop and produce vaccines against viruses such as 2019-nCoV that have sudden and unpredictable outbreaks. Here, expression of antiviral subunit vaccines in Nicotiana benthamiana plants via transient expression is demonstrated.

Quantum chemical insight into molecular structure, NBO analysis of the hydrogen-bonded interactions, spectroscopic (FT-IR, FT-Raman), drug likeness and molecular docking of the novel anti COVID-19 molecule 2-[(4,6-diaminopyrimidin-2-yl)sulfanyl]-N-(4-fluorophenyl)acetamide - dimer.

Novel antiviral active molecule 2- [(4,6-diaminopyrimidin-2-yl)sulfanyl]-N-(4-fluoro- phenyl)acetamide has been synthesised and characterized by FT-IR and FT-Raman spectra. The equilibrium geometry, natural bond orbital calculations and vibrational assignments have been carried out using density functional B3LYP method with the 6-311G++(d,p) basis set. The complete vibrational assignments for all the vibrational modes have been supported by normal coordinate analysis, force constants and potential energy distributions. A detailed analysis of the intermolecular interactions has been performed based on the Hirshfeld surfaces. Drug likeness has been carried out based on Lipinski's rule and the absorption, distribution, metabolism, excretion and toxicity of the title molecule has been calculated. Antiviral potency of 2- [(4,6-diaminopyrimidin-2-yl)sulfanyl]-N-(4-fluoro-phenyl) acetamide has been investigated by docking against SARS-CoV-2 protein. The optimized geometry shows near-planarity between the phenyl ring and the pyrimidine ring. Differences in the geometries due to the substitution of the most electronegative fluorine atom and intermolecular contacts due to amino pyrimidine were analyzed. NBO analysis reveals the formation of two strong stable hydrogen bonded N-H···N intermolecular interactions and weak intramolecular interactions C-H···O and N-H···O. The Hirshfeld surfaces and consequently the 2D-fingerprint confirm the nature of intermolecular interactions and their quantitative contributions towards the crystal packing. The red shift in N-H stretching frequency exposed from IR substantiate the formation of N-H···N intermolecular hydrogen bond. Drug likeness and absorption, distribution, metabolism, excretion and toxicity properties analysis gives an idea about the pharmacokinetic properties of the title molecule. The binding energy -8.7 kcal/mol of the nonbonding interaction present a clear view that 2- [(4,6-diaminopyrimidin-2-yl)sulfanyl]-N-(4-fluoro- phenyl) acetamide can irreversibly interact with SARS-CoV-2 protease.

The nucleocapsid protein of zoonotic betacoronaviruses is an attractive target for antiviral drug discovery.

Betacoronaviruses are in one genera of coronaviruses including severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-CoV), Middle East respiratory syndrome-related coronavirus (MERS-CoV), etc. These viruses threaten public health and cause dramatic economic losses. The nucleocapsid (N) protein is a structural protein of betacoronaviruses with multiple functions such as forming viral capsids with viral RNA, interacting with viral membrane protein to form the virus core with RNA, binding to several cellular kinases for signal transductions, etc. In this review, we highlighted the potential of the N protein as a suitable antiviral target from different perspectives, including structure, functions, and antiviral strategies for combatting betacoronaviruses.

COVID-19 et biothérapies dirigées contre l'interleukine 6 ou son récepteur (25 janv. 2021) / COVID-19 and biotherapies directed against interleukin 6 or its receptor (Jan 25, 2021)

CONTEXTE: Le présent document ainsi que les constats qu'il énonce ont été rédigés en réponse à une interpellation du ministère de la Santé et des Services sociaux dans le contexte de la crise sanitaire liée à la maladie à coronavirus (COVID-19) au Québec. L'objectif est de réaliser une recension des données publiées et de mobiliser les savoirs clés afin d'informer les décideurs publics et les professionnels de la santé et des services sociaux. Bien que les constats reposent sur un repérage exhaustif des données scientifiques publiées, sur l'évaluation de la qualité méthodologique des études et sur une appréciation du niveau de preuve scientifique par paramètre clinique d'intérêt, le processus ne repose pas entièrement sur une méthode systématique ni une validation externe selon les normes habituelles à l'INESSS. Par ailleurs, les positions ne découlent pas d'un processus de consultation élaboré. Dans les circonstances d'une telle crise de santé publique, l'INESSS reste à l'affût de toutes nouvelles données, qu'elles soient de nature scientifique ou contextuelle, susceptibles de lui faire modifier cette réponse. MÉTHODOLOGIE : Questions d'évaluation Comparativement aux standards de soins, est-ce que les biothérapies ciblant l'IL-6 ou son récepteur sont efficaces et sécuritaires pour traiter les patients (adulte, enfant, femme enceinte) avec une infection au SARS-CoV-2 confirmée dont l'état, à l'amorce, exige -une hospitalisation sans recours à une oxygénothérapie; -une hospitalisation avec le recours à une oxygénothérapie non invasive (oxygène à faible débit, à haut débit, ventilation mécanique non invasive) dû à la COVID-19; -une hospitalisation avec le recours à une oxygénothérapie invasive (ventilation mécanique invasive, ECMO) dû à la COVID-19? Est-ce que chez ces populations, les avantages cliniques des biothérapies ciblant l'IL-6 ou son récepteur, comparativement aux standards de soins seuls, sont similaires? Quelle est la position des sociétés savantes, des agences règlementaires, des agences de santé publique et des agences d'évaluation des technologies en santé sur l'usage des biothérapies ciblant l'IL-6 ou son récepteur dans le traitement de la COVID-19?. RÉSULTATS: Données cliniques sur l'efficacité Depuis l'instauration en mars 2020 de la recherche systématique en continu de la littérature scientifique sur les médicaments à visé thérapeutique, 36 796 notices ont été recensées dont 248 études cliniques où l'intervention étudiée portait sur les biothérapies ciblant l'IL-6 ou son récepteur. Tocilizumab Le tocilizumab est un anticorps monoclonal humanisé dirigé contre le récepteur soluble et membranaire de l'IL-6 humaine. Tocilizumab chez des patients hospitalisés dont l'infection au SARS-CoV-2 a été confirmée, Résultats sur l'évolution clinique Toutes les études sélectionnées ont étudié l'effet du tocilizumab sur l'évolution clinique: un paramètre d'intérêt primaire, des patients atteints de COVID-19. Toutefois, les sept ECRA ont utilisé des paramètres différents, incluant des paramètres composites, ne permettant pas toujours de comparer les résultats obtenus entre les études. DISCUSSION: Depuis le début de la pandémie de COVID-19, de nombreuses études observationnelles empreintes de biais et limites méthodologiques ont été publiées, alors que plusieurs études de type ECRA sont maintenant disponibles et permettent une meilleure appréciation de l'efficacité et de l'innocuité des biothérapies dirigées contre le récepteur de l'IL-6. Au terme des travaux il ressort qu'aucune donnée scientifique dans la littérature ne permet d'évaluer l'effet des biothérapies dirigées contre l'IL-6 ou son récepteur, utilisées en prophylaxie pré- ou post- exposition au SRAS-CoV-2 ou utilisé chez les sujets COVID-19 confirmés dont l'état n'exige pas une hospitalisation. Toutefois, en ce qui concerne les personnes atteintes de la COVID-19 dont l'état de santé requiert une hospitalisation, six études de type ECRA ont été répertoriées et il semblerait que le stade de sévérité de la maladie des personnes à l'amorce du traitement soit un facteur important pour ce qui a trait à l'efficacité des biothérapies dirigées contre le récepteur de l'IL-6. Les résultats de ces ECRA confirment globalement ceux tirés des 19 études observationnelles décrites dans la précédente version de cette réponse en continu.

Ongoing living update of potential COVID-19 therapeutics: summary of rapid systematic reviews - 18 December 2020

This is the thirteenth edition of this summary of rapid systematic reviews, which includes the results of currently available literature. More than 200 therapeutic options or their combinations are being investigated in more than 1,700 clinical trials. In this review, 58 therapeutic options are examined. The Pan American Health Organization (PAHO) is continually monitoring ongoing research on any possible therapeutic options. As evidence emerges, then PAHO will immediately assess and update its position, and particularly as it applies to any special sub-group populations such as children, pregnant women, those with immune conditions, etc.

CRISPR/Cas13: A potential therapeutic option of COVID-19.

The novel coronavirus called severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) can be considered as the most important current global issue, as it has caused the novel coronavirus disease (COVID-19) pandemic, which has resulted in high mortality and morbidity rates all around the world. Although scientists are trying to discover novel therapies and develop and evaluate various previous treatments, at the time of writing this paper, there was no definite therapy and vaccine for COVID-19. So, as COVID-19 has called ideas for treatment, controlling, and diagnosis, we discussed the application of Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats/Cas13 (CRISPR/Cas13) as a treatment of COVID-19, which received less attention compared with other potential therapeutic options.

In vitro efficacy of a copper iodine complex PPE disinfectant for SARS-CoV-2 inactivation.

Background: The ability to protect workers and healthcare professionals from infection by SARS-CoV-2, the virus that causes coronavirus disease 2019 (COVID-19), is of great concern. Hospitals, nursing homes and employers are adopting infection control strategies based on guidance from leading public health organizations such as the CDC, OSHA, FDA, and other government bodies. Certain hard surface disinfectants are effective against SARS-CoV-2 but are not suitable for use on skin or personal protective equipment (PPE) that comes into contact with skin. Furthermore, near-ubiquitous alcohol-based hand sanitizers are acceptable for use on skin, but they are not suitable for use on PPE. PPE, especially masks, are also commonly being used for longer durations than normal. There is a need for new products and techniques that can effectively disinfect PPE during wear time without having detrimental effects on surrounding skin. Clyraguard spray is a novel copper iodine complex designed to be used on non-critical PPE. Methods: In this study, the Clyraguard copper iodine complex was tested for its ability to inactivate SARS-CoV-2 in solution. Results: These data indicate the product to be effective in reducing SARS-CoV-2 titers in a time-dependent manner, with the virus being reduced below the detection limits within 30 minutes. Conclusions: These results suggest that Clyraguard may be an effective tool for mitigating cross-contamination of non-critical PPE that may come into contact with SARS-CoV-2.