CZ308937B6 - Použití hem arginátu pro výrobu léčiva pro léčbu infekce beta koronaviry - Google Patents
Použití hem arginátu pro výrobu léčiva pro léčbu infekce beta koronaviry Download PDFInfo
- Publication number
- CZ308937B6 CZ308937B6 CZ2020437A CZ2020437A CZ308937B6 CZ 308937 B6 CZ308937 B6 CZ 308937B6 CZ 2020437 A CZ2020437 A CZ 2020437A CZ 2020437 A CZ2020437 A CZ 2020437A CZ 308937 B6 CZ308937 B6 CZ 308937B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- sars
- heme
- virus
- cov
- arginate
- Prior art date
Links
- 229940059489 heme arginate Drugs 0.000 title claims abstract description 63
- 239000003814 drug Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 241000008904 Betacoronavirus Species 0.000 title claims abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 208000001528 Coronaviridae Infections Diseases 0.000 title claims abstract description 5
- 241001678559 COVID-19 virus Species 0.000 claims abstract description 38
- 201000003176 Severe Acute Respiratory Syndrome Diseases 0.000 claims abstract description 5
- 208000025370 Middle East respiratory syndrome Diseases 0.000 claims abstract description 4
- 230000010076 replication Effects 0.000 abstract description 12
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 44
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 32
- 208000025721 COVID-19 Diseases 0.000 description 13
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 13
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 13
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 12
- 241000713772 Human immunodeficiency virus 1 Species 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 150000003278 haem Chemical class 0.000 description 11
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 10
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 10
- 230000029812 viral genome replication Effects 0.000 description 10
- 238000011529 RT qPCR Methods 0.000 description 8
- ZCGNOVWYSGBHAU-UHFFFAOYSA-N favipiravir Chemical compound NC(=O)C1=NC(F)=CNC1=O ZCGNOVWYSGBHAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000003762 quantitative reverse transcription PCR Methods 0.000 description 8
- RWWYLEGWBNMMLJ-MEUHYHILSA-N remdesivir Drugs C([C@@H]1[C@H]([C@@H](O)[C@@](C#N)(O1)C=1N2N=CN=C(N)C2=CC=1)O)OP(=O)(N[C@@H](C)C(=O)OCC(CC)CC)OC1=CC=CC=C1 RWWYLEGWBNMMLJ-MEUHYHILSA-N 0.000 description 8
- RWWYLEGWBNMMLJ-YSOARWBDSA-N remdesivir Chemical compound NC1=NC=NN2C1=CC=C2[C@]1([C@@H]([C@@H]([C@H](O1)CO[P@](=O)(OC1=CC=CC=C1)N[C@H](C(=O)OCC(CC)CC)C)O)O)C#N RWWYLEGWBNMMLJ-YSOARWBDSA-N 0.000 description 8
- 241000711573 Coronaviridae Species 0.000 description 7
- 102000004889 Interleukin-6 Human genes 0.000 description 7
- 108090001005 Interleukin-6 Proteins 0.000 description 7
- 229950008454 favipiravir Drugs 0.000 description 7
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 7
- 230000009385 viral infection Effects 0.000 description 7
- WHTVZRBIWZFKQO-AWEZNQCLSA-N (S)-chloroquine Chemical compound ClC1=CC=C2C(N[C@@H](C)CCCN(CC)CC)=CC=NC2=C1 WHTVZRBIWZFKQO-AWEZNQCLSA-N 0.000 description 6
- BPYKTIZUTYGOLE-IFADSCNNSA-N Bilirubin Chemical compound N1C(=O)C(C)=C(C=C)\C1=C\C1=C(C)C(CCC(O)=O)=C(CC2=C(C(C)=C(\C=C/3C(=C(C=C)C(=O)N\3)C)N2)CCC(O)=O)N1 BPYKTIZUTYGOLE-IFADSCNNSA-N 0.000 description 6
- 108020000999 Viral RNA Proteins 0.000 description 6
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 6
- 230000000840 anti-viral effect Effects 0.000 description 6
- 230000001640 apoptogenic effect Effects 0.000 description 6
- 206010052015 cytokine release syndrome Diseases 0.000 description 6
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 6
- 229940100601 interleukin-6 Drugs 0.000 description 6
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 6
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 6
- 102000004127 Cytokines Human genes 0.000 description 5
- 108090000695 Cytokines Proteins 0.000 description 5
- 102000002737 Heme Oxygenase-1 Human genes 0.000 description 5
- 108010018924 Heme Oxygenase-1 Proteins 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 5
- 229960003677 chloroquine Drugs 0.000 description 5
- WHTVZRBIWZFKQO-UHFFFAOYSA-N chloroquine Natural products ClC1=CC=C2C(NC(C)CCCN(CC)CC)=CC=NC2=C1 WHTVZRBIWZFKQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 5
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 5
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 5
- 230000007420 reactivation Effects 0.000 description 5
- 210000003501 vero cell Anatomy 0.000 description 5
- 102100035765 Angiotensin-converting enzyme 2 Human genes 0.000 description 4
- 108090000975 Angiotensin-converting enzyme 2 Proteins 0.000 description 4
- 206010050685 Cytokine storm Diseases 0.000 description 4
- 239000006144 Dulbecco’s modified Eagle's medium Substances 0.000 description 4
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 4
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 4
- OFFWOVJBSQMVPI-RMLGOCCBSA-N Kaletra Chemical compound N1([C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@H](C[C@H](O)[C@H](CC=2C=CC=CC=2)NC(=O)COC=2C(=CC=CC=2C)C)CC=2C=CC=CC=2)CCCNC1=O.N([C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@H](C[C@H](O)[C@H](CC=1C=CC=CC=1)NC(=O)OCC=1SC=NC=1)CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N(C)CC1=CSC(C(C)C)=N1 OFFWOVJBSQMVPI-RMLGOCCBSA-N 0.000 description 4
- 208000036142 Viral infection Diseases 0.000 description 4
- 239000003443 antiviral agent Substances 0.000 description 4
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 4
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 4
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 4
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 4
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 4
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 4
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 4
- 108091032973 (ribonucleotides)n+m Proteins 0.000 description 3
- 108010017500 Biliverdin reductase Proteins 0.000 description 3
- 101150013191 E gene Proteins 0.000 description 3
- 101000674278 Homo sapiens Serine-tRNA ligase, cytoplasmic Proteins 0.000 description 3
- 101000674040 Homo sapiens Serine-tRNA ligase, mitochondrial Proteins 0.000 description 3
- 102000014150 Interferons Human genes 0.000 description 3
- 108010050904 Interferons Proteins 0.000 description 3
- 108060004795 Methyltransferase Proteins 0.000 description 3
- IWUCXVSUMQZMFG-AFCXAGJDSA-N Ribavirin Chemical compound N1=C(C(=O)N)N=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 IWUCXVSUMQZMFG-AFCXAGJDSA-N 0.000 description 3
- 208000037847 SARS-CoV-2-infection Diseases 0.000 description 3
- 102100040597 Serine-tRNA ligase, mitochondrial Human genes 0.000 description 3
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 3
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 3
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 3
- 230000006907 apoptotic process Effects 0.000 description 3
- 102000004558 biliverdin reductase Human genes 0.000 description 3
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 3
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 3
- 230000000120 cytopathologic effect Effects 0.000 description 3
- 230000001120 cytoprotective effect Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000007857 degradation product Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 102000006602 glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase Human genes 0.000 description 3
- 108020004445 glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase Proteins 0.000 description 3
- BTIJJDXEELBZFS-QDUVMHSLSA-K hemin Chemical compound CC1=C(CCC(O)=O)C(C=C2C(CCC(O)=O)=C(C)\C(N2[Fe](Cl)N23)=C\4)=N\C1=C/C2=C(C)C(C=C)=C3\C=C/1C(C)=C(C=C)C/4=N\1 BTIJJDXEELBZFS-QDUVMHSLSA-K 0.000 description 3
- 229940025294 hemin Drugs 0.000 description 3
- 239000002955 immunomodulating agent Substances 0.000 description 3
- 229940121354 immunomodulator Drugs 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 210000002540 macrophage Anatomy 0.000 description 3
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001050 pharmacotherapy Methods 0.000 description 3
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 description 3
- 102000005962 receptors Human genes 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 229960000329 ribavirin Drugs 0.000 description 3
- HZCAHMRRMINHDJ-DBRKOABJSA-N ribavirin Natural products O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1N1N=CN=C1 HZCAHMRRMINHDJ-DBRKOABJSA-N 0.000 description 3
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 3
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 description 3
- CUKWUWBLQQDQAC-VEQWQPCFSA-N (3s)-3-amino-4-[[(2s)-1-[[(2s)-1-[[(2s)-1-[[(2s,3s)-1-[[(2s)-1-[(2s)-2-[[(1s)-1-carboxyethyl]carbamoyl]pyrrolidin-1-yl]-3-(1h-imidazol-5-yl)-1-oxopropan-2-yl]amino]-3-methyl-1-oxopentan-2-yl]amino]-3-(4-hydroxyphenyl)-1-oxopropan-2-yl]amino]-3-methyl-1-ox Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H](CC=1NC=NC=1)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](C)C(O)=O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CCCN=C(N)N)NC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O)C(C)C)C1=CC=C(O)C=C1 CUKWUWBLQQDQAC-VEQWQPCFSA-N 0.000 description 2
- PRDFBSVERLRRMY-UHFFFAOYSA-N 2'-(4-ethoxyphenyl)-5-(4-methylpiperazin-1-yl)-2,5'-bibenzimidazole Chemical compound C1=CC(OCC)=CC=C1C1=NC2=CC=C(C=3NC4=CC(=CC=C4N=3)N3CCN(C)CC3)C=C2N1 PRDFBSVERLRRMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000005862 Angiotensin II Human genes 0.000 description 2
- 101800000733 Angiotensin-2 Proteins 0.000 description 2
- GWZYPXHJIZCRAJ-UHFFFAOYSA-N Biliverdin Natural products CC1=C(C=C)C(=C/C2=NC(=Cc3[nH]c(C=C/4NC(=O)C(=C4C)C=C)c(C)c3CCC(=O)O)C(=C2C)CCC(=O)O)NC1=O GWZYPXHJIZCRAJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RCNSAJSGRJSBKK-NSQVQWHSSA-N Biliverdin IX Chemical compound N1C(=O)C(C)=C(C=C)\C1=C\C1=C(C)C(CCC(O)=O)=C(\C=C/2C(=C(C)C(=C/C=3C(=C(C=C)C(=O)N=3)C)/N\2)CCC(O)=O)N1 RCNSAJSGRJSBKK-NSQVQWHSSA-N 0.000 description 2
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 201000011001 Ebola Hemorrhagic Fever Diseases 0.000 description 2
- NYHBQMYGNKIUIF-UUOKFMHZSA-N Guanosine Chemical compound C1=NC=2C(=O)NC(N)=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H]1O NYHBQMYGNKIUIF-UUOKFMHZSA-N 0.000 description 2
- 102000003996 Interferon-beta Human genes 0.000 description 2
- 108090000467 Interferon-beta Proteins 0.000 description 2
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 description 2
- 102000035195 Peptidases Human genes 0.000 description 2
- 229950006323 angiotensin ii Drugs 0.000 description 2
- 230000002924 anti-infective effect Effects 0.000 description 2
- 229960005475 antiinfective agent Drugs 0.000 description 2
- 229940121357 antivirals Drugs 0.000 description 2
- 229960000817 bazedoxifene Drugs 0.000 description 2
- UCJGJABZCDBEDK-UHFFFAOYSA-N bazedoxifene Chemical compound C=1C=C(OCCN2CCCCCC2)C=CC=1CN1C2=CC=C(O)C=C2C(C)=C1C1=CC=C(O)C=C1 UCJGJABZCDBEDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QBUVFDKTZJNUPP-UHFFFAOYSA-N biliverdin-IXalpha Natural products N1C(=O)C(C)=C(C=C)C1=CC1=C(C)C(CCC(O)=O)=C(C=C2C(=C(C)C(C=C3C(=C(C=C)C(=O)N3)C)=N2)CCC(O)=O)N1 QBUVFDKTZJNUPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000034994 death Effects 0.000 description 2
- 231100000517 death Toxicity 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I dipotassium trisodium dihydrogen phosphate hydrogen phosphate dichloride Chemical compound P(=O)(O)(O)[O-].[K+].P(=O)(O)([O-])[O-].[Na+].[Na+].[Cl-].[K+].[Cl-].[Na+] LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 2
- 229940042399 direct acting antivirals protease inhibitors Drugs 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- BFMYDTVEBKDAKJ-UHFFFAOYSA-L disodium;(2',7'-dibromo-3',6'-dioxido-3-oxospiro[2-benzofuran-1,9'-xanthene]-4'-yl)mercury;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Na+].O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC(Br)=C([O-])C([Hg])=C1OC1=C2C=C(Br)C([O-])=C1 BFMYDTVEBKDAKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 241001493065 dsRNA viruses Species 0.000 description 2
- 239000012091 fetal bovine serum Substances 0.000 description 2
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- -1 heme compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229960004171 hydroxychloroquine Drugs 0.000 description 2
- XXSMGPRMXLTPCZ-UHFFFAOYSA-N hydroxychloroquine Chemical compound ClC1=CC=C2C(NC(C)CCCN(CCO)CC)=CC=NC2=C1 XXSMGPRMXLTPCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000028993 immune response Effects 0.000 description 2
- 229960001388 interferon-beta Drugs 0.000 description 2
- 229940047124 interferons Drugs 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 210000001616 monocyte Anatomy 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 238000012261 overproduction Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000000137 peptide hydrolase inhibitor Substances 0.000 description 2
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 2
- 230000036454 renin-angiotensin system Effects 0.000 description 2
- 229940095743 selective estrogen receptor modulator Drugs 0.000 description 2
- 239000000333 selective estrogen receptor modulator Substances 0.000 description 2
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 2
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 2
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 2
- KCFYEAOKVJSACF-UHFFFAOYSA-N umifenovir Chemical compound CN1C2=CC(Br)=C(O)C(CN(C)C)=C2C(C(=O)OCC)=C1CSC1=CC=CC=C1 KCFYEAOKVJSACF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960004626 umifenovir Drugs 0.000 description 2
- MZOFCQQQCNRIBI-VMXHOPILSA-N (3s)-4-[[(2s)-1-[[(2s)-1-[[(1s)-1-carboxy-2-hydroxyethyl]amino]-4-methyl-1-oxopentan-2-yl]amino]-5-(diaminomethylideneamino)-1-oxopentan-2-yl]amino]-3-[[2-[[(2s)-2,6-diaminohexanoyl]amino]acetyl]amino]-4-oxobutanoic acid Chemical compound OC[C@@H](C(O)=O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CCCN=C(N)N)NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)CNC(=O)[C@@H](N)CCCCN MZOFCQQQCNRIBI-VMXHOPILSA-N 0.000 description 1
- UUUHXMGGBIUAPW-UHFFFAOYSA-N 1-[1-[2-[[5-amino-2-[[1-[5-(diaminomethylideneamino)-2-[[1-[3-(1h-indol-3-yl)-2-[(5-oxopyrrolidine-2-carbonyl)amino]propanoyl]pyrrolidine-2-carbonyl]amino]pentanoyl]pyrrolidine-2-carbonyl]amino]-5-oxopentanoyl]amino]-3-methylpentanoyl]pyrrolidine-2-carbon Chemical compound C1CCC(C(=O)N2C(CCC2)C(O)=O)N1C(=O)C(C(C)CC)NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C1CCCN1C(=O)C(CCCN=C(N)N)NC(=O)C1CCCN1C(=O)C(CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)NC(=O)C1CCC(=O)N1 UUUHXMGGBIUAPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AEUAEICGCMSYCQ-UHFFFAOYSA-N 4-n-(7-chloroquinolin-1-ium-4-yl)-1-n,1-n-diethylpentane-1,4-diamine;dihydrogen phosphate Chemical compound OP(O)(O)=O.ClC1=CC=C2C(NC(C)CCCN(CC)CC)=CC=NC2=C1 AEUAEICGCMSYCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005541 ACE inhibitor Substances 0.000 description 1
- 208000005452 Acute intermittent porphyria Diseases 0.000 description 1
- 108050005273 Amino acid transporters Proteins 0.000 description 1
- 102000034263 Amino acid transporters Human genes 0.000 description 1
- 102000008873 Angiotensin II receptor Human genes 0.000 description 1
- 108050000824 Angiotensin II receptor Proteins 0.000 description 1
- 102100030988 Angiotensin-converting enzyme Human genes 0.000 description 1
- 206010006187 Breast cancer Diseases 0.000 description 1
- 208000026310 Breast neoplasm Diseases 0.000 description 1
- MIKUYHXYGGJMLM-GIMIYPNGSA-N Crotonoside Natural products C1=NC2=C(N)NC(=O)N=C2N1[C@H]1O[C@@H](CO)[C@H](O)[C@@H]1O MIKUYHXYGGJMLM-GIMIYPNGSA-N 0.000 description 1
- NYHBQMYGNKIUIF-UHFFFAOYSA-N D-guanosine Natural products C1=2NC(N)=NC(=O)C=2N=CN1C1OC(CO)C(O)C1O NYHBQMYGNKIUIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000450599 DNA viruses Species 0.000 description 1
- 108010014303 DNA-directed DNA polymerase Proteins 0.000 description 1
- 102000016928 DNA-directed DNA polymerase Human genes 0.000 description 1
- 102000004163 DNA-directed RNA polymerases Human genes 0.000 description 1
- 101710088194 Dehydrogenase Proteins 0.000 description 1
- 241000725619 Dengue virus Species 0.000 description 1
- 241000710831 Flavivirus Species 0.000 description 1
- 102000016761 Haem oxygenases Human genes 0.000 description 1
- 108050006318 Haem oxygenases Proteins 0.000 description 1
- 108010034791 Heterochromatin Proteins 0.000 description 1
- 101001066129 Homo sapiens Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase Proteins 0.000 description 1
- 101001079623 Homo sapiens Heme oxygenase 1 Proteins 0.000 description 1
- 102000031927 Host cell factor Human genes 0.000 description 1
- 108091010040 Host cell factor Proteins 0.000 description 1
- 241000700588 Human alphaherpesvirus 1 Species 0.000 description 1
- 241000725303 Human immunodeficiency virus Species 0.000 description 1
- 108010016183 Human immunodeficiency virus 1 p16 protease Proteins 0.000 description 1
- 101900297506 Human immunodeficiency virus type 1 group M subtype B Reverse transcriptase/ribonuclease H Proteins 0.000 description 1
- 206010020772 Hypertension Diseases 0.000 description 1
- GRSZFWQUAKGDAV-KQYNXXCUSA-N IMP Chemical compound O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](COP(O)(O)=O)O[C@H]1N1C(NC=NC2=O)=C2N=C1 GRSZFWQUAKGDAV-KQYNXXCUSA-N 0.000 description 1
- 108010005714 Interferon beta-1b Proteins 0.000 description 1
- 102000008070 Interferon-gamma Human genes 0.000 description 1
- 108010074328 Interferon-gamma Proteins 0.000 description 1
- 102000043136 MAP kinase family Human genes 0.000 description 1
- 108091054455 MAP kinase family Proteins 0.000 description 1
- 208000034486 Multi-organ failure Diseases 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 208000001132 Osteoporosis Diseases 0.000 description 1
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 description 1
- 108090000882 Peptidyl-Dipeptidase A Proteins 0.000 description 1
- BELBBZDIHDAJOR-UHFFFAOYSA-N Phenolsulfonephthalein Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1C1(C=2C=CC(O)=CC=2)C2=CC=CC=C2S(=O)(=O)O1 BELBBZDIHDAJOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010035664 Pneumonia Diseases 0.000 description 1
- 239000004365 Protease Substances 0.000 description 1
- 238000002123 RNA extraction Methods 0.000 description 1
- 238000013381 RNA quantification Methods 0.000 description 1
- 230000006819 RNA synthesis Effects 0.000 description 1
- 241000315672 SARS coronavirus Species 0.000 description 1
- 101100316897 Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 E gene Proteins 0.000 description 1
- 108091023040 Transcription factor Proteins 0.000 description 1
- 102000040945 Transcription factor Human genes 0.000 description 1
- 208000003721 Triple Negative Breast Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- 108060008682 Tumor Necrosis Factor Proteins 0.000 description 1
- 102000000852 Tumor Necrosis Factor-alpha Human genes 0.000 description 1
- 208000020329 Zika virus infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 239000002696 acid base indicator Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 150000003838 adenosines Chemical class 0.000 description 1
- 229940044094 angiotensin-converting-enzyme inhibitor Drugs 0.000 description 1
- 239000003430 antimalarial agent Substances 0.000 description 1
- 229940033495 antimalarials Drugs 0.000 description 1
- 238000003782 apoptosis assay Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 239000003809 bile pigment Substances 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 108091092356 cellular DNA Proteins 0.000 description 1
- 229960002328 chloroquine phosphate Drugs 0.000 description 1
- 229940124569 cytoprotecting agent Drugs 0.000 description 1
- CJBJHOAVZSMMDJ-HEXNFIEUSA-N darunavir Chemical compound C([C@@H]([C@H](O)CN(CC(C)C)S(=O)(=O)C=1C=CC(N)=CC=1)NC(=O)O[C@@H]1[C@@H]2CCO[C@@H]2OC1)C1=CC=CC=C1 CJBJHOAVZSMMDJ-HEXNFIEUSA-N 0.000 description 1
- 229960005107 darunavir Drugs 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 210000004443 dendritic cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000012202 endocytosis Effects 0.000 description 1
- 210000001163 endosome Anatomy 0.000 description 1
- 239000002158 endotoxin Substances 0.000 description 1
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000003633 gene expression assay Methods 0.000 description 1
- UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N guanine Chemical class O=C1NC(N)=NC2=C1N=CN2 UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940029575 guanosine Drugs 0.000 description 1
- 230000003862 health status Effects 0.000 description 1
- BTIJJDXEELBZFS-UHFFFAOYSA-K hemin Chemical compound [Cl-].[Fe+3].[N-]1C(C=C2C(=C(C)C(C=C3C(=C(C)C(=C4)[N-]3)C=C)=N2)C=C)=C(C)C(CCC(O)=O)=C1C=C1C(CCC(O)=O)=C(C)C4=N1 BTIJJDXEELBZFS-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 210000004458 heterochromatin Anatomy 0.000 description 1
- 102000047486 human GAPDH Human genes 0.000 description 1
- 102000053305 human HMOX1 Human genes 0.000 description 1
- 210000000987 immune system Anatomy 0.000 description 1
- 230000002584 immunomodulator Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002757 inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000028709 inflammatory response Effects 0.000 description 1
- 206010022000 influenza Diseases 0.000 description 1
- 208000037797 influenza A Diseases 0.000 description 1
- 208000037798 influenza B Diseases 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 235000013902 inosinic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229940079322 interferon Drugs 0.000 description 1
- 229960003161 interferon beta-1b Drugs 0.000 description 1
- 229960003130 interferon gamma Drugs 0.000 description 1
- 229940008228 intravenous immunoglobulins Drugs 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 231100001231 less toxic Toxicity 0.000 description 1
- 229920006008 lipopolysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 229940113983 lopinavir / ritonavir Drugs 0.000 description 1
- 229940120922 lopinavir and ritonavir Drugs 0.000 description 1
- 210000003712 lysosome Anatomy 0.000 description 1
- 230000001868 lysosomic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000007431 microscopic evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000003228 microsomal effect Effects 0.000 description 1
- 210000005087 mononuclear cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000004660 morphological change Effects 0.000 description 1
- 208000029744 multiple organ dysfunction syndrome Diseases 0.000 description 1
- 210000004940 nucleus Anatomy 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 229940055741 panhematin Drugs 0.000 description 1
- 229920002866 paraformaldehyde Polymers 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229960003531 phenolsulfonphthalein Drugs 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000005522 programmed cell death Effects 0.000 description 1
- 235000019833 protease Nutrition 0.000 description 1
- 235000019419 proteases Nutrition 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000010335 redox stress Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000011506 response to oxidative stress Effects 0.000 description 1
- 238000010839 reverse transcription Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000009528 severe injury Effects 0.000 description 1
- 230000019491 signal transduction Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- 208000022679 triple-negative breast carcinoma Diseases 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 230000029302 virus maturation Effects 0.000 description 1
- HBOMLICNUCNMMY-XLPZGREQSA-N zidovudine Chemical compound O=C1NC(=O)C(C)=CN1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](N=[N+]=[N-])C1 HBOMLICNUCNMMY-XLPZGREQSA-N 0.000 description 1
- 229960002555 zidovudine Drugs 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/33—Heterocyclic compounds
- A61K31/555—Heterocyclic compounds containing heavy metals, e.g. hemin, hematin, melarsoprol
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P11/00—Drugs for disorders of the respiratory system
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
- A61P31/12—Antivirals
- A61P31/14—Antivirals for RNA viruses
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Virology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Communicable Diseases (AREA)
- Oncology (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
Řešením je použití hem arginátu pro výrobu léčiva pro léčbu infekce beta koronaviry, protože bylo zjištěno, že hem arginát inhibuje replikaci beta koronavirů, specielně SARS-CoV-2 a příbuzných beta koronavirů SARS nebo MERS, a zároveň chrání infikované buňky před poškozením.
Description
Použití hem arginátu pro výrobu léčiva pro léčbu infekce beta koronaviry
Oblast techniky
Předkládaný vynález se týká léčby infekce virem SARS-CoV-2 pomocí aplikace hem arginátu.
Dosavadní stav techniky
Úvod
SARS-CoV-2 se objevil v prosinci 2019 v Číně, prudce se rozšířil do dalších zemí all. března 2020 byl vyhlášen stav celosvětové pandemic, která dosud zasáhla miliony lidí (17 milionů) a způsobila statisícová úmrtí (přes 669 tisíc). SARS-CoV-2 patří mezi beta koronaviry, RNA viry. Název je odvozen od nej závažnějšího příznaku infekce, akutního syndromu dechové tísně (Severe Acute Respiratory Syndrome), přičemž je jeho sekvence asi z 80 % shodná s dříve se objevivším virem SARS. Jeho léčba je při absenci účinné kauzální terapie pouze symptomatická. Nej závažnější případy vyžadují umělou plicní ventilaci, progredují do těžkého poškození plicního parenchymu a končí multiorgánovým selháním v důsledku disregulace imunitní odpovědi, tzv. cytokinové bouře. Úmrtnost na toto onemocnění je celosvětově kolem 6 % z hlášených případů, hodnoty se však výrazně liší v jednotlivých zemích v závislosti na mnoha faktorech - specifické situaci a karanténních opatřeních, četnosti testování, připravenosti zdravotnického systému a celkového zdravotního stavu populace (0,5 až 14 %;
https://www.worldometers.info/coronavirus/#countries; 30. července 2020).
Současná řešení
Navrhovaná či testovaná léčba onemocnění COVID-19 způsobeného virem SARS-CoV-2 zahrnuje především antivirotika vyvinutá k léčbě jiných infekcí, jiná antiinfektiva či imunnomodulancia a látky ovlivňující buněčný receptor pro tento virus, ACE2 (Angiotensin-converting enzyme 2; [Costanzo, M., M.A.R. De Giglio, and G.N. Roviello, SARS-CoV-2: Recent Reports on Antiviral Therapies Based on Lopinavir/Ritonavir, Darunavir/Umifenovir, Hydroxychloroquine, Remdesivir, Favipiravir and Other Drugs for the Treatment of the New Coronavirus. Curr Med Chem, 2020; Saber-Ayad, Μ., M.A. Saleh, and E. Abu-Gharbieh, The Rationale for Potential Pharmacotherapy of COVID-19. Pharmaceuticals (Basel), 2020. 13(5)].
Mezi antivirotiky vyvinutými proti jiným virovým infekcím se jeví slibně zejména Remdesivir, analog adenosinu původně vyvinutý proti Ebole, který je účinný proti širokému spektru dalších virů včetně koronavirů SARS, MERS a nově SARS-CoV-2. Působí především jako inhibitor RNAdependentní RNA polymerázy (RdRP) a vede k zástavě syntézy RNA [Wang, M., et al., Remdesivir and chloroquine effectively inhibit the recently emerged novel coronavirus (2019nCoV) in vitro. Cell Res, 2020. 30(3): p. 269-271; Ledford, H., Hopes rise for coronavirus drug remdesivir. Nature, 2020], Dále se zkouší použití Favipiraviru, analogu guaninu schváleného k léčbě influenzy A a B v některých asijských zemích, který rovněž inhibuje RdRP [Furuta, Y., T. Komeno, and T. Nakamura, Favipiravir (T-705), a broad spectrum inhibitor of viral RNA polymerase. Proc Jpn Acad Ser B Phys Biol Sci, 2017. 93(7): p. 449-463], Také se testuje využití proteázových inhibitorů používaných k léčbě HIV-1 (zejména lopinavir a ritonavir), a to i v kombinaci s dalšími antivirotiky - účinně se jeví kombinace lopinavir-ritonavir, interferon beta1b a ribavirin [Hung, I.F., et al., Triple combination of interferon beta-lb, lopinavir-ritonavir, and ribavirin in the treatment of patients admitted to hospital with COVID-19: an open-label, randomised, phase 2 trial. Lancet, 2020. 395(10238): p. 1695-1704], Interferony jsou endogenně produkované cytokiny s výrazným protivirovým účinkem, ribavirin je inhibitor inosin monophosfát dehydrogenázy, klíčového enzymu v syntéze guanosinu de novo. Dále se zkouší kombinace umifenoviru, látky s efektem proti širokému spektru virů [Haviemik, J., et al., Arbidol
- 1 CZ 308937 B6 (Umifenovir): A Broad-Spectrum Antiviral Drug That Inhibits Medically Important ArthropodBorne Flaviviruses. Viruses, 2018. 10(4)] s pegylovaným interferonem β. Nejnověji byl klinickou studií prokázán pozitivní efekt podávání inhalační formy samotného interferonu β (https://www.svnairgen.com/wp-content/uploads/2020/07/200720-Svnairgen-announces-positiveresults-from-trial-of-SNGOO 1 -in-hospitalised-COVID-19-patients .pdf; 30. července 2020).
Z dalších antiinfektiv se klinicky testuje zejména použití antimalarik chloroquinu a hydroxychloquinu, které stabilizují buněčné membrány, blokují endocytózu a inhibují acidifikaci endozomu a jeho přeměnu na lyzozom, čímž inhibují časné kroky v infekci buňky způsobené mnoha viry, včetně SARS-CoV-2 [Savarino, A., et al., Effects of chloroquine on viral infections: an old drug against today's diseases? Lancet Infect Dis, 2003. 3(11): p. 722-7.; Liu, J., et al., Hydroxychloroquine, a less toxic derivative of chloroquine, is effective in inhibiting SARS-CoV2 infection in vitro. Cell Discov, 2020. 6: p. 16.; Jie, Z.H., H.; Xi, H.; Zhi, Z., P. Multicenter collaboration group of Department of Science Technology of Guangdong, and p. Health Commission of Guangdong Province for chloroquine in the treatment of novel coronavirus, [Expert consensus on chloroquine phosphate for the treatment of novel coronavirus pneumonia]. Chin. J. Tuberc. Respir. Dis., 2020. 43(0): p. 185-188.]. Také blokují produkci různých cytokinů [Jang, C.H., et al., Chloroquine inhibits production of TNF-alpha, IL-lbeta and IL-6 from lipopolysaccharide-stimulated human monocytes/macrophages by different modes. Rheumatology (Oxford), 2006. 45(6): p. 703-10], Nicméně jejich závažné nežádoucí účinky na srdce a ledviny omezují jejich využití jen na specializovaná pracoviště.
Dále se zvažuje použití imunomodulátorů, které by zmírnily nadměrnou, disregulovanou imunitní odpověď (vznik cytokinové bouře), ke které v těžkých případech infekce SARS-CoV-2 dochází. Spočívá v nadměrné produkci zejména interleukinu-6 (IL-6) makrofágy, dendritickými buňkami či monocyty vedoucí k nadměrné produkci dalších cytokinů, především IL-17 a interferonu gamma (IFNy). který zpětnovazebně stimuluje makrofágy k další produkci IL-6 [Moore, J.B. and C.H. June, Cytokine release syndrome in severe COVID-19. Science, 2020. 368(6490): p. 473-474.; Shimabukuro-Vomhagen, A., et al., Cytokine release syndrome. J Immunother Cancer, 2018. 6(1): p. 56], Ke zmírnění či prevenci cytokinové bouře přichází v úvahu použití Bazedoxifenu, selektivního modulátoru estrogenového receptoru (ŠERM) schváleného k léčbě osteoporózy, který inibuje signální dráhu IL-6, nebo různých nízkomolekulámích inhibitorů a monoklonálních protilátek inhibujících efekty těchto i dalších cytokinů [Tian, J., et al., Bazedoxifene is a novel IL6/GPI30 inhibitor for treating triple-negative breast cancer. Breast Cancer Res Treat, 2019. 175(3): p. 553-566.; Smetana, K., Jr. and J. Brabek, Role of Interleukin-6 in Lung Complications in Patients With COVID-19: Therapeutic Implications. In Vivo, 2020. 34(3 Suppl): p. 1589-1592], Také se zkouší podání intravenózních imunoglobulinů a či plazmy dárců uzdravivších se z COVID-19 [Saber-Ayad, Μ., M.A. Saleh, and E. Abu-Gharbieh, The Rationale for Potential Pharmacotherapy of COVID-19. Pharmaceuticals (Basel), 2020. 13(5)].
Konečně je třeba objasnit efekt podávání ACE inhibitorů a blokátorů, které ovlivňují funkci systému renin-angiotensin a zároveň zvyšují hladiny exprese ACE2 [Kuba, K., et al., Trilogy of ACE2: a peptidase in the renin-angiotensin system, a SARS receptor, and a partner for amino acid transporters. Pharmacol Ther, 2010. 128(1): p. 119-28.; Deshotels, M.R., et al., Angiotensin II mediates angiotensin converting enzyme type 2 internalization and degradation through an angiotensin II type I receptor-dependent mechanism. Hypertension, 2014. 64(6): p. 1368-1375], Zdá se, že jejich zvýšená exprese má protektivní efekt na plicní parenchym a pozitivně ovlivňuje konsekvence coronavirové infekce v plicích díky snížené aktivaci angiotensinového receptoru typu 1 [Saber-Ayad, M., M.A. Saleh, and E. Abu-Gharbieh, The Rationale for Potential Pharmacotherapy of COVID-19. Pharmaceuticals (Basel), 2020. 13(5)].
Tyto a další terapeutické přístupy jsou předmětem probíhajících klinických studií.
Použití hemových sloučenin v souvislosti s virovými infekcemi
-2 CZ 308937 B6
Hem arginát (Normosang), či jemu podobný Panhematin, jsou přípravky obsahující lidský hemin užívané k léčbě akutních porfýrií. Jejich aplikací dochází k doplnění chybějícího hernu v organismu a ovlivnění exprese enzymů v dráze biosyntézy hernu. Hem a pravděpodobně i hem arginát zároveň působí jako mohutný „signál nebezpečí“ pro imunitní systém a jako účinné imunomodulans [Igarashi, K. and M. Watanabe-Matsui, Wearing red for signaling: the heme-bach axis in heme metabolism, oxidative stress response and iron immunology. Tohoku J Exp Med, 2014. 232(4): p. 229-53], Hem či hem arginát dále stimulují expresi různých genů [Mense, S.M. and L. Zhang, Heme: a versatile signaling molecule controlling the activities of diverse regulators ranging from transcription factors to MAP kinases. Cell Res, 2006. 16(8): p. 681-92],
Normosang, stejně jako jiné preparáty hernu či heminu, indukuje ubikvitémí expresi hem oxygenázy-1 (HO-1), která je jedním z hlavních antioxidačních enzymů. HO-1 degraduje hem na Fe2+, oxid uhelnatý a biliverin, který je dále přeměňován biliverdin reduktasou na bilirubin [Maines, M.D., G.M. Trakshel, and R.K. Kutty, Characterization of two constitutive forms of rat liver microsomal heme oxygenase. Only one molecular species of the enzyme is inducible. J Biol Chem, 1986. 261(1): p. 411-9.; Shankaran, P., et al., Heme arginate potentiates latent HIV-1 reactivation while inhibiting the acute infection. Antiviral Res, 2011. 92(3): p. 434-46], Bilirubin je silné antioxidans; působením kyslíkových radikálů je přeměňován na biliverdin a aktivitou biliverdin reduktázy zpětně regenerován. Vzniká tak účinný antioxidační cyklus, který snížením redoxního stresu moduluje nadměrnou zánětlivou odpověď [Baranano, D.E., et al., Biliverdin reductase: a major physiologic cytoprotectant. Proc Natl Acad Sci USA, 2002. 99(25): p. 160938]·
V minulosti bylo ukázáno, že hem a indukce HO-1 inhibují růst a replikaci různých RNA i DNA virů, jako je Zika, Dengué, Ebola, HCV, influenza, RSV, HIV-1,2, SIV, HBV, HSV-1,2 [Singh, N., et al., Hostheme oxygenase-1: Friend or foe in tackling pathogens? IUBMB Life, 2018. 70(9): p. 869-880], U většiny těchto virů dochází k modulaci exprese interferonů a cytokinů. U virů Dengué, HCV, HIV-1,2, SIV navíc byla ukázána inhibice virové proteázy produktem hernu, biliverdinem [Tseng, C.K., et al., Human heme oxygenase 1 is a potential host cell factor against dengue virus replication. Sci Rep, 2016. 6: p. 32176.; McPhee, F., et al., Bile pigments as HIV-1 protease inhibitors and their effects on HIV-1 viral maturation and infectivity in vitro. Biochem J, 1996. 320 ( Pt 2): p. 681-6], Hem dále inhibuje DNA polymerázy, včetně reversní transkriptázy viru HIV-1 [Shankaran, P., et al., Heme arginate potentiates latent HIV-1 reactivation while inhibiting the acute infection. Antiviral Res, 2011. 92(3): p. 434-46.; Levere, R.D., et al., Heme inhibits human immunodeficiency virus 1 replication in cell cultures and enhances the antiviral effect of zidovudine. Proc Natl Acad Sci USA, 1991. 88(5): p. 1756-9],
Normosang inhibuje replikaci HIV-1 na úrovni reversní transkripce HIV-1 [Shankaran, P., et al., Heme arginate potentiates latent HIV-1 reactivation while inhibiting the acute infection. Antiviral Res, 2011. 92(3): p. 434-46] a degradační produkty hernu oxid uhelnatý a bilirubin inhibují reaktivaci latentního HIV-1. Naproti tomu železo, další degradační produkt hernu, dočasně indukuje reversi latence u HIV-1. Stimulační efekty hem arginátu na expresi HIV se podařilo zreprodukovat v lidských periferních mononukleárech ex vivo [Shankaran, P., et al., Effects of heme degradation products on reactivation of latent HIV-1. Acta Virol, 2017. 61(1): p. 86-96],
Podstata vynálezu
Předkládaný vynález spočívá v použití hem arginátu pro léčbu infekce virem SARS-CoV-2 či infekcí příbuznými beta koronaviry, jako jsou SARS či MERS.
U těžkých průběhů onemocnění Covid-19, které způsobuje virus SARS-CoV-2, dochází ke komplikacím s okysličováním krve pacientů. Proto je u těchto těžkých průběhů nasazován mimotělní oběh pro okysličení krve. Nečekaně se však ukázalo, že ke zlepšení a řádnému okysličení krve u těchto pacientů nedocházelo. To navedlo původce na myšlenku, že virus
-3 CZ 308937 B6 interaguje s hemovými strukturami a poškozuje je, nebo že způsobuje strukturální a funkční změny proteinů zodpovědných za vazbu a transport kyslíku, což brání účinnému okysličování krve při mimotělním oběhu. Proto se původci rozhodli realizovat experiment, který měl prokázat změny či degradaci hemových struktur působením SARS-CoV-2. Jako modelová hemová struktura byl vybrán hem arginát (HA). Testován byl in vitro vliv viru na koncentraci a strukturu hernu charakterizované absorpčním spektrem hem arginátu, ale překvapivě se ukázalo, že naopak HA má vliv na replikaci viru v tkáňových kulturách. Podle předpokladu bylo prokázáno, že působením viru dochází ke koncentračním a strukturním změnám hem arginátu charakterizovaných absorbancí, ale oproti předpokladům se ukázalo, že i přes tyto změny hem arginát ovlivňuje replikaci viru v hostitelských buňkách a naprosto neočekávaně buňky před virem indukovaným cytopatickým efektem dokonce chrání. Buňky infikované virem SARS-CoV-2 v přítomnosti HA produkují lOOOx menší množství virových částic než bez přítomnosti hem arginátu. Stejně tak virem indukovaná apoptóza buněk je v přítomnosti hem arginátu snížena na cca 7 až 17 %. Cytoprotektivní efekt hem arginátu je z hlediska zachování okysličovací funkce plicního parenchymu i funkce dalších tkání a orgánů zcela zásadní. Zachování funkce těchto orgánů může být pro nemocný organismus z hlediska přežití a úzdravy rozhodujícím faktorem.
Pokusy bylo zjištěno, že každá Věro buňka dokáže uvolnit do kultivačního média cca 1 x 106 kopií virové RNA. Jakmile dojde k vyčerpání buněčné kapacity, více viru již nevzniká. Když se virové inokulum naředí, o jeden, dva nebo tři řády, opět po určité době kultivace dojde k maximální možné produkci viru dostupným množstvím buněk, opět na hranici cca 1 x 106 kopií virové RNA na jednu buňku. Jakmile se však k buňkám aplikuje hem arginát, dochází k inhibici replikace viru, přičemž replikace viru se snižuje cca na 1 x 103/buňku a virus vlivem HA nedokáže na maximum využít buněčný pool pro svou replikaci. Jeho rychlost replikace se lOOOx sníží.
Při mikroskopické analýze morfologických změn buněk v důsledku virem indukované programované buněčné smrti (apoptózy) detegované pomocí fluorescence apoptotických jader infikovaných buněk bylo zjištěno, že při působení HA na virem infikované buňky přežívá o více než 80 % buněk více než v kontrolních vzorcích bez HA. Přesněji, při aplikaci HA k infikovaným buňkám se deteguje pouze cca 7 až 17 % apoptotických buněk oproti vzorkům bez HA. Počet apoptotických buněk se snižuje 6x až 13x.
Tyto schopnosti vykazuje HA i přesto, že po jeho interakci s virem klesá jeho koncentrace (absorbance) v kultivačním médiu a je významně změněna struktura části molekul HA, což je evidentní z naměřených absorpčních spekter HA v supematantu infikovaných buněk v porovnání s neinfikovanými vzorky.
Objasnění výkresů
Obr. 1 A: Kalibrační křivka pro kvantifikaci genů SARS-CoV-2,
B: Data pro kalibrační křivku pro kvantifikaci genů SARS-CoV-2,
Obr. 2 A: Inhibice replikace SARS-CoV-2 hem arginátem (RT-qPCR), pokus 1, aplikace HA 2,5 pl/ml,
B: Inhibice replikace SARS-CoV-2 hem arginátem (RT-qPCR), pokus 2, aplikace HA 2 pl/ml,
C: Časový průběh replikace viru SARS-CoV-2, charakterizace pomocí RT-qPCR, pokus 3, aplikace HA 1,25 a 2,5 μΐ/ml,
D: Časový průběh replikace viru SARS-CoV-2, charakterizace pomocí RT-qPCR, pokus 3, aplikace Remdesiviru 10, 1, 0,1, 0,01 μΜ,
E: Časový průběh replikace viru SARS-CoV-2, charakterizace pomocí RT-qPCR, pokus 3, aplikace Nelfmaviru 10, 1, 0,1, 0,01 μΜ,
Časový průběh replikace viru SARS-CoV-2, charakterizace pomocí RT-qPCR, pokus 3, aplikace Favipiravir 10, 1, 0,1, 0,01 μΜ,
-4 CZ 308937 B6
Obr. 3 A: Cytoprotektivní efekt hem arginátu, Věro buňky, fluorescenční mikroskopie, B: Cytoprotektivní efekt hem arginátu, počet fluorescenčních bodů odpovídá počtu apoptických buněk,
Obr. 4 A: Změna absorpčního spektra hem arginátu v supematantu buněk infikovaných SARSCoV-2 v 1-5 dnech po infekci,
B.l: Detail absorpčního spektra hem arginátu bez ovlivnění virem v čase 0 a po 1 dni interakce s virem dle obrázku 4A,
B.2: Detail absorpčního spektra hem arginátu bez ovlivnění virem v čase 0 a po 2 dnech interakce s virem dle obrázku 4A,
B.3: Detail absorpčního spektra hem arginátu bez ovlivnění virem v čase 0 a po 3 dnech interakce s virem dle obrázku 4A,
B.4: Detail absorpčního spektra hem arginátu bez ovlivnění virem v čase 0 a po 4 dnech interakce s virem dle obrázku 4A,
B.5: Detail absorpčního spektra hem arginátu bez ovlivnění virem v čase 0 a po 5 dnech interakce s virem dle obrázku 4A,
C: Diferenciální absorpční spektra hem arginátu - absorbance supematantu infikovaných buněk minus absorbance supematantu neinfíkovaných buněk pro každou vlnovou délku v 1 až 5 dnech po infekci.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1A
Infekce buněk Věro virem SARS-CoV-2
Věro buňky byly inkubovány v kultivačním médiu Dulbecco’s Modified Eagle’s Médium (DMEM) s přídavkem 2% fetálního bovinního séra (FBS); 2% FBS-DMEM. Při koncentraci Věro buněk 1,5 x 105 na jamku/vzorek bylo kultivační médium odsáto a buňky byly infikovány 200 pl izolátu SARS-CoV-2 poskytnutého Odborem biologické ochrany Těchonín v ředění lx, 101, 10-2, 103. Poté byl objem vzorku doplněn kultivačním médiem na 1 ml a Věro buňky byly následně inkubovány pouze v kultivačním médiu 2% FBS-DMEM nebo v kultivačním médiu s přídavkem hem arginátu HA v koncentraci 2,5, 2 a 1,25 μΐ/ml, což odpovídá koncentraci heminu 96, 77 a 48 μΜ. Po 4, respektive 3 dnech kultivace byl kvantifikován vims v supematantu buněk dle příkladu IB a cytopatický efekt vím byl dokumentován mikroskopicky dle příkladu 1C.
Příklad 1B
Kvantifikace RNA vim SARS-CoV-2
Virová RNA byla detekována pomocí 1-krokového RT-qPCR. Celková RNA byla izolovaná z 200 μΐ supematantu buněk infikovaných SARS-CoV-2 pomocí magnetických kuliček. SARS-CoV-2 RNA byla stanovena pomocí amplifikace E-genu SARS-CoV-2 (Generi Biotech) s využitím SensiFast Probe One-Step Kit (BioLine) a Light Cycler 480 II (Roche). Použité primery a próba:
Název Sekvence 5’-3’ Koncentrace v reakci
ESarbecoFl
E Sarbeco R2
ACAGGTACGTTAATAGTTAATAGCGT ATATTGCAGCAGTACGCACACA
400 nM
400 nM
E Sarbeco Pl FAM-ACACTAGCCATCCTTACTGCGCTTCG-BHQ1 200 nM
- 5 CZ 308937 B6
Virová RNA byla kvantifikována absolutně pomocí kalibrační křivky, obrázky 1A a 1B. Kontrolní glyceraldehyd 3-fosfátdehydrogenáza (GAPDH) mRNA byla stanovena pomocí Human GAPDH TaqMan® Gene Expression Assay Hs02758991_gl VIC-MGB (Life Technologies), není ukázáno. Vzhledem k detekci v kultivačním médiu, přítomnost buněčné GAPDH uvolněné do supematantu slouží jako kontrola izolace RNA, ale nelze k ní vztahovat virovou RNA.
Obr. 2A a 2B ukazují změny v replikaci SARS-CoV-2 charakterizované pomocí RT-qPCR E-genu SARS-CoV-2 v samotném kultivačním médiu a v přítomnosti hem arginátu 2,5 nebo 2 pl/ml, pokus 1 a 2. Z výsledků vyplývá, že v samotném kultivačním médiu došlo za 4 dny infekce k nárůstu SARS-CoV-2 do maximálních hodnot v několika po sobě jdoucích ředěních, tedy růst viru v tomto časovém intervalu dosáhl možného maxima vzhledem k počtu buněk a není úměrný výchozímu ředění. Naproti tomu po aplikaci HA lze pozorovat postupný pokles replikace viru v několika ředěních.
Obr. 2C, 2D, 2E a 2F ukazují časový průběh replikace SARS-CoV-2 charakterizované pomocí RTqPCR E-genu SARS-CoV-2 v samotném kultivačním médiu a v přítomnosti hem arginátu 1,25 a 2,5 μΐ/ml, v přítomnosti 0,01 až 10pM Remdesiviru, 0,01 až 10pM Nelfmaviru a 0,01 až 10pM Favipiraviru = pokus 3. U Remdesiviru, Nelfmaviru a Favipiraviru je dávka 10 pM toxická nejen pro virus, ale i pro buňky. Dávka 10 pM je navíc prakticky nedosažitelná in vivo. Naproti tomu koncentrace HA 2,5 pl/ml (96 pM) je in vivo dosahováno pod dobu několika hodin po 1 infúzi.
1,5 x 105/vzorek Věro buněk bylo infikováno SARS-CoV-2, 1,01 x 106/vzorek, tedy 7 kopií E-genu/buňka. Z výsledků vyplývá, že v samotném kultivačním médiu došlo k postupnému nárůstu SARS-CoV-2 o čtyři řády. Naproti tomu v přítomnosti HA 1,25 pl/ml došlo k inhibici replikace viru o dva řády za 3 dny a při HA 2,5 pl/ml se virus téměř nereplikoval. U běžně používaných léčiv prezentovaných Remdesivirem, Nelfmavirem a Favipiravirem při fyziologických koncentracích léčiva nedochází zdaleka k tak dobrým výsledkům, jako u aplikace HA. Po aplikaci fyziologicky dosažitelných koncentrací Remdesiviru prakticky nedochází k inhibici viru, stejně tak u Nelfmaviru a Favipiraviru.
Příklad 1C
Mikroskopie
Po 4 dnech inkubace byly infikované buňky kultivované v samotném kultivačním médiu a v přítomnosti hem arginátu 2,5 pl/ml fixovány přídavkem 4% paraformaldehydu v pokojové teplotě. Následně byly buňky opláchnuty fosfátem pufrovaným fyziologickým roztokem (PBS; phosphate-buffered saline) a obarveny fluorochromem Hoechst 33342, výsledná koncentrace 0,1 pg/ml, který se váže na buněčnou DNA. Infikované buňky byly vizualizovány in situ na plotnách pro tkáňové kultury pomocí inversního mikroskopu Olympus IX-70 s epifluorescencí a CCD kamery Progres MF Cool (Jenoptik) s NIS-Elements Imaging Software (Nikon Instruments). Cytopatický efekt viru byl pozorován ve fázovém kontrastu a v UV světle, kde je patrna zářivá fluorescence kondenzovaného heterochromatinu po přidání fluorochromu Hoechst 33342, což je typický znak apoptózy. Na obrázku 3A je jasně patrné snížení výskytu apoptotických buněk v přítomnosti hem arginátu, až na 7,52 %. Obrázek 3B dokumentuje obrázek 3A číselně a vyjadřuje počet fluorescenčních bodů na snímku odpovídajících počtu apoptických buněk.
Příklad 2
Změna absorpčního spektra hem arginátu v supematantu buněk infikovaných SARS-CoV-2
Buňky Věro byly infikovány SARS-CoV-2 jako v příkladu 1A a inkubovány v přítomnosti hem arginátu (1,25 μΐ/ml). Kontrolní buňky byly ošetřeny stejným způsobem bez infekce buněk virem. V jednotlivých dnech po infekci byla změřena absorpční spektra kultivačního média - 2% FBSDMEM bez fenolové červeně, acidobazického indikátoru, v rozsahu 250 až 800 nm pomocí
-6CZ 308937 B6 spektrofotometru BioSpectrometr Kinetik (Eppendorf), a byla vypočtena diferenciální spektra obrázek 4C, tj. absorbance supematantu infikovaných buněk minus absorbance supematantu neinfikovaných buněk pro každou vlnovou délku; vše v duplikátech. Z grafu na obr. 4A a 4B je patrné, že virová infekce způsobuje změny absorpčního spektra hem arginátu oproti kontrolám.
Průmyslová využitelnost
Aplikace hem arginátu inhibuje replikaci SARS-CoV-2 a chrání infikované buňky před 10 poškozením a zánikem in vitro. In vivo hem arginát snižuje produkci zánětlivých mediátorů.
Takové použití hem arginátu je využitelné při léčbě pacientů s infekcí SARS-CoV-2 či příbuznými beta koronaviry, případně při infekcích dalšími agens způsobujícími cytokinovou bouři.
Claims (3)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Použití hem arginátu pro výrobu léčiva pro léčbu infekce beta koronaviry.
- 2. Použití podle nároku 1, přičemž beta koronavirem je SARS-CoV-2, SARS nebo MERS.
- 3. Použití podle nároku 1, přičemž beta koronavirem je SARS-CoV-2.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020437A CZ2020437A3 (cs) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | Použití hem arginátu pro výrobu léčiva pro léčbu infekce beta koronaviry |
| PCT/IB2021/056961 WO2022024058A1 (en) | 2020-07-30 | 2021-07-30 | Use of heme arginate for the manufacture of a medicament for the treatment of beta coronavirus infection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020437A CZ2020437A3 (cs) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | Použití hem arginátu pro výrobu léčiva pro léčbu infekce beta koronaviry |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ308937B6 true CZ308937B6 (cs) | 2021-09-15 |
| CZ2020437A3 CZ2020437A3 (cs) | 2021-09-15 |
Family
ID=77662494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2020437A CZ2020437A3 (cs) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | Použití hem arginátu pro výrobu léčiva pro léčbu infekce beta koronaviry |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2020437A3 (cs) |
| WO (1) | WO2022024058A1 (cs) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010009335A1 (en) * | 2008-07-17 | 2010-01-21 | Micell Technologies, Inc. | Drug delivery medical device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ308873B6 (cs) * | 2017-12-22 | 2021-07-28 | Univerzita Karlova | Použití hem arginátu pro výrobu léčiva pro snížení velikosti latentního rezervoáru HIV-1 in vivo |
-
2020
- 2020-07-30 CZ CZ2020437A patent/CZ2020437A3/cs not_active IP Right Cessation
-
2021
- 2021-07-30 WO PCT/IB2021/056961 patent/WO2022024058A1/en unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010009335A1 (en) * | 2008-07-17 | 2010-01-21 | Micell Technologies, Inc. | Drug delivery medical device |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Ch. Gu et al: "Potent antiviral effect of protoporphyrin IX and verteporfin on SARS-CoV-2 infection" bioRxiv The Preprint Server for Biology https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.04.30.071290v1.full.pdf (Posted May 01, 2020) * |
| MM. Elkazzaz: "Potent antiviral effect of protoporphyrin IX on covid-19 infection" https://www.researchgate.net/publication/344682224_Potent_antiviral_effect_of_protoporphyrin_IX_on_covid-19_infection (5.11.2020 Google) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022024058A1 (en) | 2022-02-03 |
| CZ2020437A3 (cs) | 2021-09-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| De Oliveira et al. | Inhibition of herpes simplex virus type 1 with the modified green tea polyphenol palmitoyl-epigallocatechin gallate | |
| JP7005611B2 (ja) | コロナウイルスに関連した感染症の治療のための抗ウイルス組成物 | |
| CN110022889B (zh) | 用于提高溶瘤rna病毒的生长、传播和溶瘤与免疫治疗效果的组合物和方法 | |
| Schögler et al. | Modulation of the unfolded protein response pathway as an antiviral approach in airway epithelial cells | |
| Seo et al. | Inhibitory mechanism of five natural flavonoids against murine norovirus | |
| Ho et al. | In vitro and in vivo studies of a potent capsid-binding inhibitor of enterovirus 71 | |
| Perfetto et al. | In vitro antiviral and immunomodulatory activity of arbidol and structurally related derivatives in herpes simplex virus type 1-infected human keratinocytes (HaCat) | |
| CZ308937B6 (cs) | Použití hem arginátu pro výrobu léčiva pro léčbu infekce beta koronaviry | |
| Kumaki et al. | Interferon alfacon 1 inhibits SARS-CoV infection in human bronchial epithelial Calu-3 cells | |
| Zhou et al. | Vesicular stomatitis virus is a potent agent for the treatment of malignant ascites | |
| US20230181560A1 (en) | Compound for preventing or treating a viral infection | |
| US7482149B2 (en) | Inhibition of SARS coronavirus infection with clinically approved antiviral drugs | |
| Kaushik et al. | Glycolytic stress deteriorates 229E virulence to improve host defense response | |
| Koelsch et al. | Anti-rhinovirus-specific activity of the alpha-sympathomimetic oxymetazoline | |
| EP3860598B1 (en) | Vemurafenib and salts thereof for use in the treatment of enteroviral infections | |
| JP2023517639A (ja) | ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２ウイルスによって引き起こされるウイルス感染を処置するためのジルチアゼムを含む組成物 | |
| US20090028820A1 (en) | Antiviral Agent | |
| Al-Khayat et al. | Antiviral activity of enviroxime against polio virus and rubella virus in tissue culture | |
| Kalita et al. | Quercetin as an antiviral weapon-A review | |
| KR102602043B1 (ko) | 프랄라트렉세이트(Pralatrexate)를 유효성분으로 포함하는 항바이러스 조성물 | |
| US10864210B2 (en) | Composition and combined medication method for treating enterovirus infection | |
| Brechot et al. | Nitazoxanide in the Treatment of COVID-19: A paradigm for Antiviral Drugs Targeting Host-Infected Cells | |
| Berkefeld | In Vitro Synergistic Antiviral Activity of Black Tea Theaflavins and Acyclovir on Herpes Simplex Virus Types 1 and 2 in A549 Cells | |
| Sheinboim et al. | The immunomodulator, ammonium trichloro [1, 2-ethanediolato-O, O']-tellurate, suppresses the propagation of herpes simplex virus 2 by reducing the infectivity of the virus progeny | |
| Ceylan et al. | Antiviral Agents for Pediatric Infections, and Hearing Loss |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20230730 |