A rekombináns bakteriális ACE2-receptorok kombinációja – mint a B38-CAP enzim és az izotretinoin – ígéretes kezelés lehet a COVID-19 fertőzés és gyulladásos szövődményei számára

Ez egy kis kísérleti tanulmány, amely azt vizsgálja, hogy van-e olyan hatékonysági jel, amely indokolttá tesz egy nagyobb, 2B fázisú kísérletet, vagy bármilyen olyan ártalom, amely azt sugallja, hogy ilyen kísérletet nem szabad elvégezni. Várhatóan statisztikailag szignifikáns eredményeket produkál a főbb végpontokban. A vizsgáló megvizsgálja az összes biológiai, fiziológiai és klinikai adatot, hogy megállapítsa, indokolt-e a 2B fázisú vizsgálat.

• Az elsődleges hatékonysági elemzést csak azokon a betegeken végzik el, akik legalább 4 adag aktív kombinációs gyógyszert kapnak. Biztonsági elemzést kell végezni minden olyan betegen, aki legalább egy adag aktív gyógyszert kap. A tervek szerint legalább 24 COVID-19-ben szenvedő alany felvételét tervezik. Várhatóan minden csoportban legalább 12 értékelhető beteg lesz.
• Kísérleti csoport: 0,4 mg/kg IV BID 7 napig (nem vak) plusz aeroszolizált 13 cisz retinsav fokozatosan, 2 részletben, 0,2 mg/kg/nap-ról 4 mg/ttkg/napra emeli, inhalációs izotretinoin terápiaként 14 napig és standard ellátás Kontroll csoport: standard ellátás Beavatkozás időtartama: legfeljebb 14 napos terápia Nincs tervezett közbenső elemzés.

A rekombináns bakteriális ACE2 receptorok – a B38-CAP-szerű enzim és az izotretinoin – kombinációja ígéretes kezelés lehet a COVID-19 fertőzés és gyulladásos szövődményei ellen

Mahmoud ELkazzaz1

1 Kémiai és Biokémiai Tanszék, Természettudományi Kar, Damietta Egyetem, GOEIC, Egyiptom.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Bevezetés

Az angiotenzin konvertáló enzim-2 (ACE2) receptorok közvetítik a koronavírus három törzsének: SARS-CoV, NL63 és SARS-CoV-2 bejutását a sejtbe. Az ACE2 receptorok mindenütt jelen vannak, és széles körben expresszálódnak a szívben, az erekben, a bélben, a tüdőben (különösen a 2-es típusú pneumocitákban és makrofágokban), a vesében, a herében és az agyban. Az ACE2 többnyire a sejtmembránokhoz kötődik, és csak alig van jelen a keringésben oldható formában. A membránhoz kötött és oldható ACE2 fontos hasznos funkciója az angiotenzin II lebontása angiotenzin 1-7-vé. Következésképpen az ACE2-receptorok számos káros hatást korlátoznak, amelyek az angiotenzin II-nek az AT1-receptorokhoz való kötődéséből erednek, ideértve az érszűkületet, a fokozott gyulladást és a trombózist. Az angiotenzin1-7 fokozott képződése a G-proteinhez kapcsolt Mas receptorokhoz való kötődésen keresztül ellenszabályozási védőhatásokat is kivált. Sajnos a SARS-CoV2 bejutása a sejtekbe a membránfúzió révén jelentősen leszabályozza az ACE2 receptorokat, és ezeknek a receptoroknak a katalitikus hatása megszűnik a membrán külső helyén. Megnövekedett tüdőgyulladásról és véralvadásról számoltak be, mint az ACE→Angiotenzin II→AT1 receptor tengelyen keresztüli fokozott és nem ellentétes angiotenzin II hatások nemkívánatos hatásaiként. A SARS-CoV-2-vel fertőzött betegek klinikai jelentései azt mutatják, hogy a fertőzéshez és a betegség súlyosságához kapcsolódó számos jellemző (azaz idősebb kor, magas vérnyomás, cukorbetegség, szív- és érrendszeri betegségek) eltérő mértékű ACE2-hiányt mutat. Azt javasoljuk, hogy a vírusinvázió által kiváltott ACE2 lecsökkent szabályozása különösen káros lehet azoknál az embereknél, akiknél a fenti állapotokhoz kapcsolódó ACE2-hiány áll fenn. A vírusinváziót követő további ACE2 hiány felerősítheti a „kedvezőtlen” ACE→Angiotenzin II→AT1 receptor tengely és a „védő” ACE2→Angiotenzin1-7→Mas receptor tengely közötti szabályozási zavart. A tüdőben az ilyen szabályozási zavar kedvez a gyulladásos és trombózisos folyamatok előrehaladásának, amelyeket az angiotenzin 1-7 által nem ellentétes lokális angiotenzin II hiperaktivitás vált ki. Ebben a helyzetben a rekombináns brACE2 ígéretes terápiás megközelítés lehet a SARS-CoV-2 fertőzésben szenvedő betegeknél.

A renin-angiotenzin rendszer (RAS) megmentése a B38-CAP ACE2-vel, amely egy baktériumból származó ACE2-szerű enzim

A B38-CAP eredetű ACE2-szerű enzim várható előnyei a korábbi kutatási adatoktól függően azt mutatják, hogy a B38-CAP eredetű ACE2-szerű enzim ugyanazt a funkciót látja el, mint a humán ACE2, és ugyanakkor rezisztens lesz a COVID-spike fehérjével szemben. evolúciós szempontból túl messze van az emberi ace2-től, és az emberi ACE2 a COVID-19 valódi receptora, nem pedig az ACE2-szerű enzim, és ezt a következőképpen tárgyaljuk:

A B38-CAP egy baktériumból származó ACE2-szerű enzim, amely elnyomja a magas vérnyomást és a szívműködési zavarokat. Az angiotenzin-konvertáló enzim 2 (ACE2) kritikus szerepet játszik a kardiovaszkuláris fiziológiában és patológiában, és jelenleg klinikailag értékelik az akut tüdőelégtelenség kezelésére. Itt megmutatjuk, hogy a B38-CAP, egy karboxipeptidáz, amely a Paenibacillus sp. A B38 egy ACE2-szerű enzim, amely csökkenti az angiotenzin II szintjét egerekben. A fehérje 3D szerkezetének elemzésében a B38-CAP homológ szerkezeti hasonlóságot mutat az emlős ACE2-vel, alacsony szekvenciaazonossággal. In vitro a rekombináns B38-CAP fehérje katalizálta az angiotenzin II átalakulását angiotenzin 1-7-vé, valamint más ismert ACE2 célpeptidekké. A B38-CAP-kezelés elnyomta az angiotenzin II által kiváltott magas vérnyomást, a szívhipertrófiát és a fibrózist egerekben. Ezenkívül a B38-CAP gátolta a nyomástúlterhelés által kiváltott patológiás hipertrófiát, a szívizom fibrózisát és a szívműködési zavarokat egerekben. Adataink a bakteriális B38-CAP-ot ACE2-szerű karboxipeptidázként azonosítják, ami azt jelzi, hogy az evolúció a bakteriális karboxipeptidázt emberi ACE2-szerű enzimmé alakította. A bakteriális tervezés felhasználható a magas vérnyomás és szívelégtelenség kezelésére szolgáló, továbbfejlesztett fehérjegyógyszerek tervezésére. Éppen ellenkezőleg, a rekombináns humán ACE2 fehérjével (rhACE2), amely mentes a membránhoz rögzített doménjától, így oldható, kimutatták, hogy jótékony hatásokat fejt ki különböző állatmodellekben, beleértve a szívelégtelenséget, az akut tüdőkárosodást és a diabéteszes nefropátiát stb. tovább. Az rhACE2-t jelenleg a klinikán tesztelik ARDS- és COVID-19-fertőzött betegek kezelésére. Sejtkultúrák és organoidok segítségével a svéd Karolinska Intézet és a kanadai British Columbia Egyetem (UBC) kutatói kimutatták, hogy az ACE2 genetikailag módosított változatának, az úgynevezett humán rekombináns oldható angiotenzin-konvertáló enzimnek 2 (hrsACE2) hozzáadásával a COVID -19 megakadályozták a sejtek bejutását. A Cell-ben megjelent cikk azt mutatja, hogy a hrsACE2 dózisfüggő hatást fejt ki a SARS-CoV-2 vírusszaporodására, és sejttenyészetekben 1000-5000-szeresére tudta csökkenteni azt. Jótékony hatásai ellenére az rhACE2 egy glikozilált fehérje, így előállítása idő- és költségigényes fehérje expressziós rendszert igényel emlős- vagy rovarsejtekkel, ami nem biztos, hogy előnyös a gyógyszerfejlesztésben és az orvosgazdaságban. Bár arról számoltak be, hogy immunválasz összefüggésbe hozható az rhACE2 krónikus infúziójával, ami az rhACE226 lebomlását eredményezi, ezt nem figyelték meg a B38-CAP esetében; nem volt kimutatható B38-CAP elleni antitest a 2 hétig B38-CAP-vel infundált egerek szérumában. A B38-CAP-vel töltött ozmotikus minipumpák beültetése szignifikánsan elnyomta az Ang II által kiváltott magas vérnyomást éber egerekben. befolyásolja a szívritmust. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a B38-CAP antagonizálja az Ang II vazopresszor hatását. Tehát az elvi kutató arra számít és azt sugallja, hogy a klónozott bakteriális ACE2-receptorokkal – a B38-CAP enzimhez hasonló enzimmel – való kezelés ígéretes lehet a COVID-19 fertőzésnek és a tüdősérülésnek a megelőzésében, amely jobban megelőzi a gyógyszert, mint a brsACE2 mellett a rekombináns humán ACE2, amely várhatóan rácsábítja a vírust a tényleges sejtek helyett a másolathoz kötődik… Ugyanilyen mértékben elvonja a vírus figyelmét a sejtek megfertőzésétől, és a vírus tüdőben és más szervekben történő növekedésének csökkenéséhez kell vezetnie. Egy tanulmány kimutatta, hogy a rekombináns B38-CAP fehérje csökkenti az Ang II szintet egerekben, és antagonizálja az Ang II által kiváltott magas vérnyomást, a patológiás szívhipertrófiát és a szívizom fibrózist. Egy tanulmány kimutatta a B38-CAP jótékony hatását a nyomástúlterhelés által kiváltott szívelégtelenség patológiájára egerekben, nyilvánvaló toxicitás nélkül, és a B38-CAP előkezelése jelentősen csökkentette a plazma Ang II szintjének jelentős növekedését 5 perccel az Ang II injekció beadása után. Az Ang II generálás vagy jelátvitel gátlására jelenleg használt gyógyszerekhez, mint például az ACE-gátlókhoz vagy az angiotenzin receptor blokkolókhoz, az Ang II szintek rhACE2 fehérje általi közvetlen lefelé modulálása az egyik ígéretes jelölt az új terápiás stratégiákhoz szív- és érrendszeri betegségekben és más Ang II-ben. - kapcsolódó betegségek, pl. ARDS. Másrészt, bár az rhACE2 tömeges előállítása fehérje gyógyszerként az emlőssejtek expressziós rendszerének szükségessége miatt költséges, a B38-CAP könnyen előállítható E. coli expressziós rendszerrel és költséghatékony. A terápiás hatékonyság és a kisebb toxicitás egér szívelégtelenség modellekben indokolná a B38-CAP vagy más mikrobiális karboxipeptidázok további vizsgálatát betegségmodellekben. Ezenkívül a baktériumokban lévő humán ACE2-szerű enzim megnyithatja az utat a bakteriális fehérjék evolúciójának tervezésére szolgáló új stratégia felé a rekombináns fehérje gyógyszerek jobb tervezése és előállítása érdekében. Végül a fő kutató arra számít, hogy a B38-CAP baktériumok ACE2-szerű enzimmel történő kezelése A COVID-19 gátlásában az rhACE2-vel azonos mechanizmust kell végrehajtani, a másik javasolt mechanizmus pedig az, hogy a baktériumokban lévő ACE2-szerű enzim, az emberi szervezetbe juttatott B38-CAP ugyanazt a funkciót látja el, mint az emberi ACE2, és ugyanakkor rezisztens lesz a baktériumokban. COVID-spike fehérje, mivel evolúciósan túl távol van az emberi ace2-től, és az emberi ACE2 a COVID-19 valódi receptora, nem pedig az ACE2-szerű enzim, és a három általunk tesztelt bakteriális karboxipeptidáz közül is csak a B38-CAP mutatott proteolitikus aktivitás függést az anionkoncentrációtól , ami az ACE2 aktivitásra jellemző. A B38-CAP pH-optimuma is 7,5 volt, amely ekvivalens az rhACE2-vel. Ezenkívül az MLN-4760 IC50-értéke is egyenértékű volt az rhACE2 és a B38-CAP között. Bár a B38-CAP meglehetősen hasonló proteolitikus aktivitást mutatott, mint az rhACE2, úgy tűnik, különbség van a szubsztrátspecifitásban két enzim között, így a fő kutató arra is számít, hogy a B38-CAP ACE2-szerű enzimet a COVID-19 tüskeprotein nem ismeri fel, de ugyanabban idővel ugyanazt a funkciót fogja ellátni, mint az emberi ACE2, amellett, hogy leszabályozza a humán ACE2-t, amely a COVID-19 valódi receptora.

A COVID-19 ACE2 receptorának blokkolása, amely a valódi receptorai

Az izotretinoin (13cis RA) képes lehet gátolni a COVID 2019 bejutását az ACE2 leszabályozásán keresztül, például az ACE2 génexpressziót célzó shRNS-sel, és ezt a következőképpen tárgyaljuk:

A SARS-COV-2 által okozott COVID-19 világjárvány több mint 2 000 000 embert fertőzött meg, több mint 150 000 halálesettel. A vírus bejutásához szükséges kulcsfontosságú gazdasejtfehérje az angiotenzin-konvertáló enzim 2 (ACE2), amelynek expresszióját számos szövetben kimutatták, beleértve a tüdőben, a szájnyálkahártyában és a bélben, a szívben, a vesében, az endotéliumban és a bőrben található alveoláris epitélium II-es típusú sejtjeit. Az ACE2-t expresszáló sejtek otthoni sejtekként működhetnek, és hajlamosak a SARS-CoV-2 fertőzésre, mivel az ACE2 receptor megkönnyíti a sejtes vírus bejutását és replikációját. Egy tanulmány kimutatta, hogy a magas vérnyomásban és a diabetes mellitusban szenvedő betegeknél nagyobb a SARS-CoV-2 fertőzés kockázata, mivel ezeket a betegeket gyakran ACE-gátlókkal (ACEI-k) vagy angiotenzin II-I-es típusú receptor blokkolókkal (ARB-kkal) kezelik. korábban javasolták az ACE2 expresszió fokozását. Sinha és munkatársai egy másik tanulmányában, akik egy nyilvánosan elérhető Connectivity Map (CMAP) adatkészletet elemeztek a több mint 20 000 kis molekula sejtvonalainak gyógyszeres kezeléséhez szükséges pre/post transzkriptomikus profilokról, az izotretinoin volt az ACE 2 receptorok legerősebb leszabályzója. Másrészt 6 olyan gyógyszert találtak a CMAP-ban, amelyeket jelenleg is vizsgálnak a COVID-19 kezelésére irányuló klinikai vizsgálatok során (klorokin, talidomid, metilprednizolon, lozartán, lopinavir és ritonavir, a klinikai vizsgálatokról.gov). amelyek közül egyik sem változtatta meg szignifikánsan az ACE2 expressziót (P>0,1) Ezen túlmenően egy másik tanulmány kimutatta, hogy az izotretinoin potenciális papainszerű proteáz (PLpro) inhibitor, amely a SARS-CoV-2 gének által kódolt fehérje, és egyike azon fehérjéknek, amelyeket a COVID-19 kezelés során célzott virtuális célpont-alapú kezeléssel meg kell célozni. A ligand-szűrés, amint azt a főkutató korábban tárgyalta (13cRA), az ACE2 legerősebb leszabályzója. és a vezető kutató arra számít, hogy a 13cRA képes gátolni és leszabályozni az ACE2 expresszióját, ami arra utal, hogy terápiás potenciálja megakadályozza a COVID 2019 bejutását a gazdasejtbe.