組換え細菌 ACE2 受容体 - B38-CAP の酵素とイソトレチノインのような組み合わせは、COVID-19 感染症の有望な治療法になる可能性があります - とその炎症性合併症

これは、より大規模な第 2B 相試験を正当化する有効性信号があるかどうか、またはそのような試験を行うべきではないことを示唆する害があるかどうかを調査する小規模なパイロット研究です。 主要なエンドポイントで統計的に有意な結果が得られると予想されます。 治験責任医師は、生物学的、生理学的、および臨床データのすべてを調べて、フェーズ 2B 試験が必要かどうかを判断します。

• 一次有効性分析は、アクティブな併用薬を少なくとも 4 回投与された患者に対してのみ実施されます。 安全性分析は、少なくとも1回の用量の活性薬物を投与されているすべての患者に対して実施されます。 COVID-19で24人以上の被験者を登録する予定です。 各グループに少なくとも 12 人の評価可能な患者がいると予想されます。
• 実験群: 0.4 mg/kg IV BID を 7 日間 (非盲検) プラス エアロゾル化 13 シス レチノイン酸を 2 回に分けて徐々に増加させ、14 日間の吸入イソトレチノイン療法として 0.2 mg/kg/日から 4 mg/kg/日まで増加させ、標準治療 対照群: 標準治療 介入期間: 最長 14 日間の治療 計画された中間解析なし。

組換え細菌のACE2受容体（B38-CAPのような酵素とイソトレチノイン）の組み合わせは、COVID-19感染およびその炎症性合併症の有望な治療法となる可能性があります

マフムード・エルカザズ1

1 ダミエッタ大学理学部化学生化学科、GOEIC、エジプト。

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序章

アンジオテンシン変換酵素-2 (ACE2) 受容体は、コロナウイルスの 3 つの株、SARS-CoV、NL63、および SARS-CoV-2 の細胞への侵入を仲介します。 ACE2 受容体は遍在し、心臓、血管、腸、肺 (特に 2 型肺胞細胞とマクロファージ)、腎臓、精巣、脳に広く発現しています。 ACE2 はほとんどが細胞膜に結合しており、可溶型で循環中に存在することはほとんどありません。 膜結合および可溶性 ACE2 の重要な有益な機能は、アンギオテンシン II のアンギオテンシン 1-7 への分解です。 その結果、ACE2 受容体は、アンギオテンシン II の AT1 受容体への結合に起因する、血管収縮、炎症の亢進、血栓症などのいくつかの有害な影響を制限します。 アンギオテンシン 1-7 の生成の増加は、G タンパク質共役型 Mas 受容体への結合を介して逆調節保護効果も引き起こします。 残念なことに、膜融合によるSARS-CoV2の細胞への侵入は、ACE2受容体を著しくダウンレギュレートし、膜の外部部位でのこれらの受容体の触媒効果が失われます。 肺の炎症と凝固の増加は、ACE→アンジオテンシン II→AT1 受容体軸を介したアンジオテンシン II 効果の強化と非対抗の望ましくない効果として報告されています。 SARS-CoV-2 に感染した患者の臨床報告では、感染と疾患の重症度 (すなわち、高齢、高血圧、糖尿病、心血管疾患) に関連するいくつかの特徴が、さまざまな程度の ACE2 欠乏症を共有していることを示しています。 ウイルスの侵入によって引き起こされる ACE2 のダウンレギュレーションは、上記の状態に関連するベースラインの ACE2 欠乏症の人に特に有害である可能性があることを示唆しています。 ウイルス侵入後の追加の ACE2 欠乏は、「有害な」ACE→アンジオテンシン II→AT1 受容体軸と「防御的な」ACE2→アンジオテンシン 1-7→Mas 受容体軸の間の調節不全を増幅する可能性があります。 肺では、このような調節不全は、アンギオテンシン 1-7 によって妨げられない局所的なアンギオテンシン II 活動亢進によって引き起こされる炎症性および血栓性プロセスの進行に有利に働くでしょう。 この設定では、組換えbrACE2は、SARS-CoV-2感染患者の有望な治療アプローチになる可能性があります。

細菌由来の ACE2 様酵素である B38-CAP ACE2 によるレニン-アンギオテンシン系 (RAS) のレスキュー

以前の研究データによると、B38-CAP 由来の ACE2 様酵素に期待される利点は、B38-CAP 由来の ACE2 様酵素がヒト ACE2 と同じ機能を果たし、同時に COVID-スパイクタンパク質に耐性があることを示しています。進化的にヒト ace2 とはかけ離れており、ヒト ACE2 は ACE2 様酵素ではなく COVID-19 の実際の受容体であり、これについては次のように説明されています。

B38-CAP は、高血圧と心機能障害を抑制する細菌由来の ACE2 様酵素です。アンジオテンシン変換酵素 2 (ACE2) は、心臓血管の生理学と病理学に大きく関与しており、現在、急性肺不全の治療法として臨床的に評価されています。 ここでは、Paenibacillus sp. 由来のカルボキシペプチダーゼである B38-CAP を示します。 B38 は、マウスのアンギオテンシン II レベルを低下させる ACE2 様酵素です。 タンパク質の 3D 構造解析では、B38-CAP ホモログは哺乳類の ACE2 と構造的に類似しており、配列の同一性は低い。 In vitro では、組換え B38-CAP タンパク質は、アンジオテンシン II からアンジオテンシン 1-7 への変換、および他の既知の ACE2 標的ペプチドへの変換を触媒しました。 B38-CAP による治療は、マウスのアンギオテンシン II 誘発性高血圧症、心肥大、および線維症を抑制しました。 さらに、B38-CAP は、マウスの圧負荷による病的肥大、心筋線維症、心機能障害を抑制しました。 私たちのデータは、細菌の B38-CAP が ACE2 様のカルボキシペプチダーゼであることを示しており、進化によって細菌のカルボキシペプチダーゼがヒトの ACE2 様酵素に変化したことを示しています。 細菌工学を利用して、高血圧や心不全のための改良されたタンパク質薬を設計できます。 それどころか、膜固定ドメインを欠いている組換えヒト ACE2 タンパク質 (rhACE2) による治療は、心不全、急性肺損傷、糖尿病性腎症などを含むさまざまな動物モデルで有益な効果を示すことが実証されています。前方へ。 rhACE2 は現在、ARDS および COVID-19 感染患者を治療するためにクリニックでテストされています。 細胞培養とオルガノイドを使用して、スウェーデンのカロリンスカ研究所とカナダのブリティッシュ コロンビア大学 (UBC) の研究者は、ヒト組換え可溶性アンギオテンシン変換酵素 2 (hrsACE2) と呼ばれる ACE2 の遺伝子改変バリアントを追加することによって、COVID -19 が細胞に入るのを防ぎました。 Cell に掲載されたこの論文は、hrsACE2 が SARS-CoV-2 のウイルス増殖に用量依存的な影響を及ぼし、細胞培養でそれを 1,000 から 5,000 の係数で減少させることができたことを示しています。 その有益な効果にもかかわらず、rhACE2 はグリコシル化されたタンパク質であるため、その調製には時間とコストのかかる哺乳動物または昆虫細胞を用いたタンパク質発現システムが必要であり、医薬品開発および医療経済上有利ではない可能性があります。 rhACE226の分解をもたらすrhACE2の慢性注入に関連していますが、これはB38-CAPでは観察されませんでした。 B38-CAP を 2 週間注入したマウスの血清には、B38-CAP に対する抗体は検出されませんでした。 B38-CAPを充填した浸透圧ミニポンプの移植は、意識のあるマウスのAng II誘発性高血圧を有意に抑制しました。 心拍数に影響します。 これらの結果は、B38-CAP が Ang II の昇圧効果に拮抗することを示しています。 したがって、主任研究者は、クローン化された細菌の ACE2 受容体 (B38-CAP のような酵素) で治療することは、COVID-19 感染を約束する可能性があることを期待し、示唆しています。実際の細胞の代わりにコピーに付着します…それはウイルスが細胞に感染するのを同程度にそらし、肺や他の臓器でのウイルスの増殖の減少につながるはずです. ある研究では、組換え B38-CAP タンパク質がマウスの Ang II レベルをダウンレギュレートし、Ang II 誘発性高血圧、病的心肥大、および心筋線維症に拮抗することが示されました。 ある研究では、B38-CAP が明白な毒性のないマウスの圧負荷誘発性心不全の病理学に有益な効果を示し、B38-CAP の前処理により、Ang II 注射の 5 分後に血漿 Ang II レベルの大幅な増加が著しくダウンレギュレートされました。 ACE阻害剤やアンギオテンシン受容体遮断薬など、Ang IIの生成またはシグナル伝達を阻害するために現在使用されている薬物に対して、rhACE2タンパク質によるAng IIレベルの直接的なダウンモジュレーションは、心血管疾患およびその他のAng IIの新しい治療戦略の有望な候補の1つです。に関連する疾患。 ARDS。 一方、タンパク質医薬品としてのｒｈＡＣＥ２の大量生産は、哺乳動物細胞発現系の必要性のために費用がかかるが、Ｂ３８－ＣＡＰは大腸菌発現系で容易に調製され、費用対効果が高い。 マウス心不全モデルにおける治療効果と毒性の低さは、疾患モデルにおける B38-CAP または他の微生物カルボキシペプチダーゼのさらなる調査を保証するでしょう。 さらに、細菌のヒト ACE2 様酵素は、組換えタンパク質医薬品のより良い設計と調製のために細菌タンパク質の進化を操作する新しい戦略への道を開くかもしれません。 COVID-19を阻害する際にrhACE2と同じメカニズムが行われ、他の提案されたメカニズムは、バクテリアのACE2様酵素B38-CAPを人体に注射すると、ヒトACE2と同じ機能を果たし、同時に耐性になるというものです。 COVID-スパイクタンパク質は、進化的にヒトace2から離れすぎており、ヒトACE2はCOVID-19の真の受容体であるため、ACE2様酵素ではなく、また、テストした3つの細菌カルボキシペプチダーゼの中で、B38-CAPのみがタンパク質分解活性の陰イオン濃度への依存性を示しました、ACE2 アクティビティの特徴です。 B38-CAP も rhACE2 と同等の 7.5 の最適 pH を示しました。さらに、MLN-4760 の IC50 も rhACE2 と B38-CAP の間で同等でした。 B38-CAP は rhACE2 と非常に類似したタンパク質分解活性を示しましたが、2 つの酵素間の基質特異性に違いがあるようです。そのため、主任研究者は、B38-CAP ACE2 様の酵素は COVID-19 スパイクタンパク質によって認識されず、同じCOVID-19の真の受容体であるヒトACE2のダウンレギュレーションに加えて、ヒトACE2と同じ機能を果たす時が来るでしょう。

COVID-19の真の受容体であるACE2受容体の遮断

イソトレチノイン (13cis RA) は、ACE2 遺伝子発現を標的とする shRNA のような作用を介して ACE2 のダウンレギュレーションを介して COVID 2019 の侵入を阻害できる可能性があり、これについては次のように説明されています。

SARS-COV-2 によって引き起こされた COVID-19 パンデミックは、2,000,000 人以上に感染し、150,000 人以上が死亡しています。 ウイルスの侵入に必要な重要な宿主細胞タンパク質は、アンギオテンシン変換酵素 2 (ACE2) であり、その発現は、肺、口腔粘膜および腸、心臓、腎臓、内皮および皮膚の肺胞上皮 II 型細胞を含む多くの組織で実証されています。 ACE2発現細胞はホーム細胞として機能し、ACE2受容体が細胞のウイルス侵入と複製を促進するため、SARS-CoV-2感染を起こしやすい. 研究によると、高血圧と真性糖尿病の患者は、多くの場合、ACE 阻害剤 (ACEI) またはアンギオテンシン II タイプ I 受容体遮断薬 (ARB) で治療されているため、SARS-CoV-2 感染のリスクが高い可能性があります。 ACE2 発現を増加させることが以前に提案されました。 Sinha らによる別の研究では、20,000 を超える小分子の細胞株における薬物治療の前後のトランスクリプトーム プロファイルの公開されている Connectivity Map (CMAP) データセットを分析したところ、イソトレチノインは ACE 2 受容体の最強のダウンレギュレーターでした。 一方、彼らはCMAPでCOVID-19を治療するための臨床試験で現在調査されている6つの薬（clinicaltrials.govからのクロロキン、サリドマイド、メチルプレドニゾロン、ロサルタン、ロピナビル、リトナビル）を発見しました。 ACE2の発現を有意に変化させるものはありませんでした（P> 0.1） さらに、別の研究では、イソトレチノインが、SARS-CoV-2 遺伝子によってコードされるタンパク質である潜在的なパパイン様プロテアーゼ (PLpro) 阻害剤であり、ターゲットベースの仮想を実行することにより、COVID-19 治療で標的とされるべきタンパク質の 1 つと見なされることが実証されました。主任研究者が以前に議論したリガンドスクリーニング (13cRA) は、ACE2 の最強のダウンレギュレーターです。 主任研究者は、13cRA が ACE2 発現を阻害およびダウンレギュレートできることを期待しており、COVID 2019 の宿主細胞への侵入を防ぐ治療上の可能性を示唆しています。