Die Kombination von rekombinanten bakteriellen ACE2-Rezeptoren – wie dem Enzym von B38-CAP und Isotretinoin – könnte eine vielversprechende Behandlung der COVID-19-Infektion und ihrer entzündlichen Komplikationen sein

Dies ist eine kleine Pilotstudie, in der untersucht wird, ob es irgendein Wirksamkeitssignal gibt, das eine größere Phase-2B-Studie rechtfertigt, oder ob es Schäden gibt, die darauf hindeuten, dass eine solche Studie nicht durchgeführt werden sollte. Es werden statistisch signifikante Ergebnisse bei den wichtigsten Endpunkten erwartet. Der Prüfarzt prüft alle biologischen, physiologischen und klinischen Daten, um festzustellen, ob eine Phase-2B-Studie gerechtfertigt ist.

• Eine primäre Wirksamkeitsanalyse wird nur bei Patienten durchgeführt, die mindestens 4 Dosen des aktiven Kombinationsarzneimittels erhalten. Bei allen Patienten, die mindestens eine Dosis des Wirkstoffs erhalten, wird eine Sicherheitsanalyse durchgeführt. Es ist geplant, mehr als oder gleich 24 Probanden mit COVID-19 einzuschreiben. Es wird erwartet, dass jede Gruppe mindestens 12 auswertbare Patienten umfasst.
• Experimentelle Gruppe: 0,4 mg/kg IV BID für 7 Tage (nicht verblindet) plus aerosolisierte 13 cis-Retinsäure in allmählich in 2 geteilten Dosen gesteigerte Formen von 0,2 mg/kg/Tag bis 4 mg/kg/Tag als inhalative Isotretinoin-Therapie für 14 Tage und Behandlungsstandard Kontrollgruppe: Behandlungsstandard Interventionsdauer: bis zu 14 Therapietage Keine geplante Zwischenanalyse.

Die Kombination von rekombinanten bakteriellen ACE2-Rezeptoren – wie dem Enzym B38-CAP und Isotretinoin – könnte eine vielversprechende Behandlung der COVID-19-Infektion und ihrer entzündlichen Komplikationen sein

Mahmud ELkazzaz1

1Abteilung für Chemie und Biochemie, Naturwissenschaftliche Fakultät, Damietta University, GOEIC, Ägypten.

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Einführung

Angiotensin-Converting-Enzyme-2 (ACE2)-Rezeptoren vermitteln den Eintritt von drei Coronavirus-Stämmen in die Zelle: SARS-CoV, NL63 und SARS-CoV-2. ACE2-Rezeptoren sind allgegenwärtig und werden in Herz, Gefäßen, Darm, Lunge (insbesondere in Typ-2-Pneumozyten und Makrophagen), Niere, Hoden und Gehirn exprimiert. ACE2 ist überwiegend an Zellmembranen gebunden und kaum in löslicher Form im Kreislauf vorhanden. Eine wichtige heilsame Funktion von membrangebundenem und löslichem ACE2 ist der Abbau von Angiotensin II zu Angiotensin1-7. Folglich begrenzen ACE2-Rezeptoren mehrere nachteilige Wirkungen, die sich aus der Bindung von Angiotensin II an AT1-Rezeptoren ergeben, darunter Vasokonstriktion, verstärkte Entzündung und Thrombose. Die vermehrte Bildung von Angiotensin1-7 löst auch gegenregulatorische Schutzwirkungen durch Bindung an G-Protein-gekoppelte Mas-Rezeptoren aus. Leider führt der Eintritt von SARS-CoV2 in die Zellen durch Membranfusion zu einer deutlichen Herunterregulierung der ACE2-Rezeptoren, wobei die katalytische Wirkung dieser Rezeptoren an der Außenseite der Membran verloren geht. Als unerwünschte Wirkung verstärkter und ungehinderter Angiotensin-II-Wirkungen über die ACE→Angiotensin-II→AT1-Rezeptorachse wurde über eine verstärkte Lungenentzündung und Gerinnung berichtet. Klinische Berichte von mit SARS-CoV-2 infizierten Patienten zeigen, dass mehrere Merkmale, die mit der Infektion und der Schwere der Erkrankung in Verbindung stehen (d. h. höheres Alter, Bluthochdruck, Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen), einen unterschiedlichen Grad an ACE2-Mangel aufweisen. Wir schlagen vor, dass die durch Virusinvasion induzierte ACE2-Herunterregulierung besonders schädlich für Menschen mit ACE2-Mangel im Ausgangszustand sein kann, die mit den oben genannten Erkrankungen einhergehen. Der zusätzliche ACE2-Mangel nach viraler Invasion könnte die Dysregulation zwischen der „unerwünschten“ ACE→Angiotensin II→AT1-Rezeptorachse und der „schützenden“ ACE2→Angiotensin1-7→Mas-Rezeptorachse verstärken. In der Lunge würde eine solche Dysregulation das Fortschreiten von entzündlichen und thrombotischen Prozessen begünstigen, die durch lokale Angiotensin-II-Hyperaktivität ohne Gegenwirkung von Angiotensin1-7 ausgelöst werden. Vor diesem Hintergrund könnte rekombinantes brACE2 vielversprechende Therapieansätze bei Patienten mit SARS-CoV-2-Infektion sein.

Retten des Renin-Angiotensin-Systems (RAS) durch B38-CAP ACE2, das ein von Bakterien stammendes ACE2-ähnliches Enzym ist

Die erwarteten Vorteile des von B38-CAP abgeleiteten ACE2-ähnlichen Enzyms in Abhängigkeit von früheren Forschungsdaten zeigen, dass das von B38-CAP abgeleitete ACE2-ähnliche Enzym die gleiche Funktion wie menschliches ACE2 erfüllen wird und gleichzeitig gegen COVID-Spike-Protein resistent sein wird, weil evolutionär ist es zu weit von menschlichem ACE2 entfernt und menschliches ACE2 ist ein echter Rezeptor von COVID-19, kein ACE2-ähnliches Enzym, und dies wird wie folgt diskutiert:

B38-CAP ist ein aus Bakterien stammendes ACE2-ähnliches Enzym, das Bluthochdruck und Herzfunktionsstörungen unterdrückt. Das Angiotensin-Converting-Enzym 2 (ACE2) ist entscheidend an der kardiovaskulären Physiologie und Pathologie beteiligt und wird derzeit klinisch zur Behandlung von akutem Lungenversagen untersucht. Hier zeigen wir, dass die B38-CAP, eine aus Paenibacillus sp. B38 ist ein ACE2-ähnliches Enzym zur Senkung des Angiotensin-II-Spiegels bei Mäusen. Bei der Protein-3D-Strukturanalyse weist das B38-CAP-Homolog eine strukturelle Ähnlichkeit mit Säugetier-ACE2 mit geringer Sequenzidentität auf. In vitro katalysierte rekombinantes B38-CAP-Protein die Umwandlung von Angiotensin II in Angiotensin 1-7 sowie andere bekannte ACE2-Zielpeptide. Die Behandlung mit B38-CAP unterdrückte Angiotensin-II-induzierten Bluthochdruck, Herzhypertrophie und Fibrose bei Mäusen. Darüber hinaus hemmte B38-CAP die durch Drucküberlastung induzierte pathologische Hypertrophie, myokardiale Fibrose und kardiale Dysfunktion bei Mäusen. Unsere Daten identifizieren das bakterielle B38-CAP als eine ACE2-ähnliche Carboxypeptidase, was darauf hinweist, dass die Evolution eine bakterielle Carboxypeptidase zu einem menschlichen ACE2-ähnlichen Enzym geformt hat. Bakterielles Engineering könnte genutzt werden, um verbesserte Proteinarzneimittel für Bluthochdruck und Herzinsuffizienz zu entwickeln. Im Gegenteil, die Behandlung mit rekombinantem humanem ACE2-Protein (rhACE2), dem seine membranverankerte Domäne fehlt und somit löslich ist, hat sich in verschiedenen Tiermodellen als vorteilhaft erwiesen, einschließlich Herzinsuffizienz, akuter Lungenverletzung und diabetischer Nephropathie und so weiter her. rhACE2 wird derzeit in der Klinik zur Behandlung von ARDS- und COVID-19-infizierten Patienten getestet. Unter Verwendung von Zellkulturen und Organoiden zeigten Forscher des Karolinska-Instituts in Schweden und der University of British Columbia (UBC) in Kanada, dass COVID durch Zugabe einer genetisch modifizierten Variante von ACE2, genannt humanes rekombinantes lösliches Angiotensin-Converting-Enzym 2 (hrsACE2), COVID -19 wurde daran gehindert, Zellen zu betreten. Das in Cell veröffentlichte Papier zeigt, dass hrsACE2 eine dosisabhängige Wirkung auf das Viruswachstum von SARS-CoV-2 hatte und es in Zellkulturen um den Faktor 1.000 bis 5.000 reduzieren konnte. Trotz seiner vorteilhaften Wirkungen ist rhACE2 ein glykosyliertes Protein und daher erfordert seine Herstellung ein zeit- und kostenintensives Proteinexpressionssystem mit Säuger- oder Insektenzellen, was in der Arzneimittelentwicklung und medizinischen Wirtschaft nicht vorteilhaft sein kann, obwohl berichtet wurde, dass eine Immunantwort erfolgt ist mit der chronischen Infusion von rhACE2 verbunden, was zum Abbau von rhACE226 führt, dies wurde für B38-CAP nicht beobachtet; es waren keine Antikörper gegen B38-CAP im Serum von Mäusen nachweisbar, die 2 Wochen lang mit B38-CAP infundiert wurden. Die Implantation von mit B38-CAP gefüllten osmotischen Minipumpen unterdrückte signifikant den Ang II-induzierten Bluthochdruck bei wachen Mäusen ohne die Herzfrequenz beeinflussen. Diese Ergebnisse zeigen, dass B38-CAP die vasopressorische Wirkung von Ang II antagonisiert. Daher erwartet und schlägt der Hauptforscher vor, dass die Behandlung mit geklonten bakteriellen ACE2-Rezeptoren – wie dem Enzym B38-CAP – ein vielversprechendes Medikament zur Verhinderung von COVID-19-Infektionen und Lungenverletzungen sein könnte als rekombinantes menschliches ACE2 zusätzlich zu brsACE2, von dem erwartet wird, dass es das Virus anlockt sich an die Kopie statt an die eigentlichen Zellen anheften … Es lenkt das Virus davon ab, die Zellen in gleichem Maße zu infizieren und sollte zu einer Verringerung des Viruswachstums in der Lunge und anderen Organen führen. Eine Studie zeigte, dass rekombinantes B38-CAP-Protein die Ang-II-Spiegel in Mäusen herunterreguliert und Ang-II-induzierter Hypertonie, pathologischer Herzhypertrophie und myokardialer Fibrose entgegenwirkt. Eine Studie zeigte vorteilhafte Wirkungen von B38-CAP auf die Pathologie der durch Drucküberlastung induzierten Herzinsuffizienz bei Mäusen ohne offensichtliche Toxizitäten, und außerdem regulierte die Vorbehandlung mit B38-CAP einen massiven Anstieg der Plasma-Ang-II-Spiegel 5 Minuten nach der Ang-II-Injektion deutlich herunter Neben den derzeit verwendeten Medikamenten zur Hemmung der Ang-II-Erzeugung oder -Signalgebung, wie ACE-Hemmer oder Angiotensinrezeptorblocker, ist die direkte Heruntermodulation der Ang-II-Spiegel durch das rhACE2-Protein einer der vielversprechenden Kandidaten für eine neue therapeutische Strategie bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen und anderen Ang-II -bedingte Krankheiten, z.B. AKUTES LUNGENVERSAGEN. Obwohl die Massenproduktion von rhACE2 als Proteinarzneimittel aufgrund der Notwendigkeit von Säugerzell-Expressionssystemen Kosten verursacht, lässt sich B38-CAP andererseits leicht mit dem E. coli-Expressionssystem herstellen und ist kostengünstig. Therapeutische Wirksamkeit und geringere Toxizität in Herzinsuffizienzmodellen der Maus würden eine weitere Untersuchung von B38-CAP oder anderen mikrobiellen Carboxypeptidasen in Krankheitsmodellen rechtfertigen. Darüber hinaus könnte das menschliche ACE2-ähnliche Enzym in Bakterien den Weg zu einer neuen Strategie ebnen, um die Evolution bakterieller Proteine ​​für ein besseres Design und die Herstellung rekombinanter Proteinarzneimittel zu konstruieren be tut den gleichen Mechanismus von rhACE2 bei der Hemmung von COVID-19 und der andere vorgeschlagene Mechanismus ist, dass das ACE2-ähnliche Enzym in Bakterien B38-CAP-Injektion in den menschlichen Körper die gleiche Funktion wie menschliches ACE2 erfüllt und gleichzeitig resistent gegen wird COVID-Spike-Protein, weil es evolutionär zu weit von menschlichem ACE2 entfernt ist und menschliches ACE2 ein echter Rezeptor von COVID-19 ist, kein ACE2-ähnliches Enzym, und auch unter drei von uns getesteten bakteriellen Carboxypeptidasen zeigte nur B38-CAP eine Abhängigkeit der proteolytischen Aktivität von der Anionenkonzentration , was für die ACE2-Aktivität charakteristisch ist. B38-CAP zeigte auch ein pH-Optimum von 7,5, äquivalent zu rhACE2. Zusätzlich war IC50 von MLN-4760 auch äquivalent zwischen rhACE2 und B38-CAP. Obwohl B38-CAP eine ziemlich ähnliche proteolytische Aktivität wie rhACE2 aufwies, scheint es einen Unterschied in der Substratspezifität zwischen zwei Enzymen zu geben. Der Hauptforscher erwartet also auch, dass das B38-CAP ACE2-ähnliche Enzym möglicherweise nicht vom COVID-19-Spike-Protein erkannt wird, sondern von demselben Zeit wird es die gleiche Funktion wie menschliches ACE2 übernehmen, zusätzlich zur Herunterregulierung von menschlichem ACE2, das der eigentliche Rezeptor von COVID-19 ist

Blockierung des ACE2-Rezeptors von COVID-19, der die eigentlichen Rezeptoren davon sind

Isotretinoin (13cis RA) kann möglicherweise den Eintritt von COVID 2019 durch Herunterregulierung von ACE2 über Maßnahmen wie shRNA hemmen, die auf die ACE2-Genexpression abzielen, und dies wird wie folgt diskutiert:

Die durch SARS-COV-2 verursachte COVID-19-Pandemie hat über 2.000.000 Menschen infiziert und über 150.000 Todesfälle verursacht. Ein Schlüsselprotein der Wirtszelle, das für den Viruseintritt erforderlich ist, ist das Angiotensin-Converting-Enzym 2 (ACE2), dessen Expression in vielen Geweben nachgewiesen wurde, darunter alveoläre Epithelzellen vom Typ II in Lunge, Mundschleimhaut und Darm, Herz, Niere, Endothel und Haut. ACE2-exprimierende Zellen können als Heimatzellen fungieren und sind anfällig für eine SARS-CoV-2-Infektion, da der ACE2-Rezeptor den zellulären Viruseintritt und die Replikation erleichtert. Eine Studie hat gezeigt, dass Patienten mit Bluthochdruck und Diabetes mellitus möglicherweise einem höheren Risiko einer SARS-CoV-2-Infektion ausgesetzt sind, da diese Patienten häufig mit ACE-Hemmern (ACEIs) oder Angiotensin-II-Typ-I-Rezeptorblockern (ARBs) behandelt werden zuvor vorgeschlagen, die ACE2-Expression zu erhöhen. In einer anderen Studie von Sinha et al., die einen öffentlich zugänglichen Connectivity Map (CMAP)-Datensatz von Prä-/Post-Transkriptomprofilen für die Arzneimittelbehandlung in Zelllinien für über 20.000 kleine Moleküle analysierten, war Isotretinoin der stärkste Herunterregulator von ACE-2-Rezeptoren. Andererseits fanden sie 6 Medikamente in CMAP, die derzeit in klinischen Studien zur Behandlung von COVID-19 untersucht werden (Chloroquin, Thalidomid, Methylprednisolon, Losartan, Lopinavir und Ritonavir, von clinicaltrials.gov). bei keinem davon wurde festgestellt, dass es die ACE2-Expression signifikant verändert (P > 0,1) Darüber hinaus zeigte eine andere Studie, dass Isotretinoin ein potenzieller Inhibitor der Papain-ähnlichen Protease (PLpro) ist, ein Protein, das von SARS-CoV-2-Genen codiert wird und als eines der Proteine ​​angesehen wird, auf das bei der COVID-19-Behandlung abzielt werden sollte, indem zielbasierte virtuelle durchgeführt werden Liganden-Screening, wie der Hauptprüfarzt zuvor besprochen hat (13cRA) ist der stärkste Herunterregulator von ACE2. und der Hauptforscher erwartet, dass 13cRA die ACE2-Expression hemmen und herunterregulieren kann, was auf sein therapeutisches Potenzial hindeutet, den Eintritt von COVID 2019 in die Wirtszelle zu verhindern.