Zkoumání účinku montelukastu na COVID-19

Nový koronavirus z roku 2019 (SARS-CoV-2) byl poprvé hlášen v prosinci 2019 ve Wu-chanu (Hubei, Čína). Rychle se rozšířila do dalších zemí po celém světě a postihla více než 67 milionů lidí po celém světě a stala se naléhavou celosvětovou pandemií. Koronaviry jsou obalené, nesegmentované RNA viry s pozitivním smyslem patřící do čeledi Coronaviridae, největší čeledi v Nidovirales a široce rozšířené u lidí, jiných savců a ptáků, způsobují respirační, střevní, jaterní a neurologická onemocnění. Je známo, že sedm druhů koronavirů způsobuje onemocnění u lidí. Čtyři z nich (229E, OC43, NL63 a HKU1) jsou běžné a většinou způsobují příznaky běžného nachlazení u imunokompetentních jedinců, zatímco ostatní tři, SARS-CoV, MERS-CoV a SARSCoV-2, způsobují vážné příznaky a smrt.

SARS-CoV-2 má čtyři strukturální proteiny, kterými jsou nukleokapsida, obal, membrána a hrot. Tyto čtyři proteiny hrají zásadní roli během virové infekce. Spike glykoprotein (S protein) umístěný na vnějším povrchu koronavirů je zodpovědný za spojení a vstup viru do hostitelských buněk. Protein S zprostředkovává rozpoznání receptoru, připojení buněk a fúzi během virové infekce. Zatímco je virus ve svém přirozeném prostředí, S protein koronaviru je neaktivní. Během virové infekce aktivují proteázy cílových buněk protein S jeho štěpením na podjednotky S1 a S2, které jsou nutné k aktivaci membránové fúzní domény po vstupu viru do cílových buněk. Podjednotka S1 zahrnuje doménu vázající receptor (RBD). Tato doména se váže přímo na peptidázovou doménu angiotenzin konvertujícího enzymu 2 (ACE-2). S2 funguje během membránové fúze. Cysteinová proteáza podobná chymotrypsinu nazývaná 3C-like proteáza (3CLpro) aka hlavní proteáza (Mpro) v SARS-CoV-2 je životně důležitým enzymem zapojeným do procesů, jako je zpracování, sestavení a replikace viru.

Jednou z klíčových charakteristik těžkého onemocnění COVID-19 je zvýšená produkce cytokinů. Předpokládá se, že závažnost onemocnění je primárně spojena s cytokinovou bouří, což je agresivní imunitní reakce na virus. Počet bílých krvinek, neutrofilů a hladiny prokalcitoninu, C-reaktivního proteinu a dalších zánětlivých ukazatelů jako IL2, IL7, IL10, faktor stimulující kolonie granulocytů (GSCF), protein indukovatelný interferonem -10 (IP10), chemotaktický protein monocytů -1 (MCP1), makrofágový zánětlivý protein-1α (MIP1A) a TNF jsou u pacientů s COVID-19 významně vyšší v těžkých případech. Konkrétně IL-lp, IL-6 a IL-10 jsou tři nejvíce zvýšené cytokiny ve vážných případech. Jedním z důsledků cytokinové bouře je poškození plic, které se může vyvinout v akutní poškození plic nebo jeho závažnější typ (syndrom akutní respirační tísně, ARDS). Studie prokázaly souvislost mezi COVID-19 a nejčastějšími chronickými stavy, jako je diabetes, kardiovaskulární onemocnění, onemocnění dýchacího systému, poruchy imunitního systému atd. Astma a chronická obstrukční plicní nemoc (CHOPN) patří mezi onemocnění dýchacího systému, která jsou nejvíce zdůrazňovány. Astma je chronické zánětlivé onemocnění dýchacích cest. Existují významné důkazy, které představují vztah astmatických pacientů v populaci s virovými infekcemi, jako jsou rhinoviry. Virové infekce způsobují infekce horních cest dýchacích, jako je chřipka A, rhinovirus a respirační syncyciální virus (RSV) zvyšují místní hladiny leukotrienů. Leukotrieny, které hrají roli při kontrakci bronchiálních svalů, jsou účinné při iniciaci a zesílení mnoha biologických reakcí, včetně sekrece cytokinů žírných buněk, aktivace makrofágů a zrání a migrace dendritických buněk. Leukotrieny (LTC4, LTD4 a LTE4), aktivované bazofily, eozinofily, makrofágy a produkty žírných buněk jsou typy lipidů konjugovaných s peptidy. Receptory LTD4 patří do rodiny receptorů spřažených s G proteinem (GPCR). Montelukast je selektivní antagonista leukotrienového (D4) receptoru, který je členem chinolinů a byl schválen FDA jako perorální tableta v roce 1998. Jedná se o licencovaný lék používaný k léčbě alergické rýmy, bronchospasmu vyvolaného cvičením a zejména k profylaxi a chronické léčbě astmatu. V důsledku blokády LTD4 se aktivace NF-kB dráhy a uvolňování prozánětlivých mediátorů (tj. IL-6, 8 a 10, TNF-a a MCP-1) snižují. Vzhledem k těmto protizánětlivým účinkům inhibice leukotrienového receptoru a možným antivirovým účinkům lze montelukast považovat za účinný lék proti SARS CoV-2.

Zde výzkumníci zpočátku zkoumali potenciální roli montelukastu v léčbě infekce SARS-CoV-2 pomocí víceúrovňových přístupů molekulárního modelování a jeho slibné výsledky jak v hlavní proteáze, tak na rozhraní Spike/ACE2 povzbudily výzkumníky k provedení dalších podrobných experimentů in vitro. Výsledky biochemických testů založených na FRET, povrchové plasmonové rezonance (SPR), neutralizace pseudovirů a experimentů neutralizace virů prokázaly účinek montelukastu na SARS-CoV-2.

Tato studie byla navržena jako národní, multicentrická, otevřená, randomizovaná, paralelní, tříramenná studie fáze II.