Kombinasjon av rekombinante bakterielle ACE2-reseptorer - som enzym av B38-CAP og isotretinoin kan være lovende behandling for COVID-19-infeksjon - og dens inflammatoriske komplikasjoner

Dette er en liten pilotstudie som undersøker om det er noe effektsignal som garanterer en større fase 2B-studie, eller noen skade som tilsier at en slik studie ikke bør gjøres. Det forventes å gi statistisk signifikante resultater i de viktigste endepunktene. Etterforskeren vil undersøke alle biologiske, fysiologiske og kliniske data for å avgjøre om en fase 2B-studie er berettiget.

• Primær effektanalyse vil kun utføres på pasienter som får minst 4 doser aktivt kombinasjonsmedisin. Sikkerhetsanalyse vil bli utført på alle pasienter som får minst én dose aktivt legemiddel. Det er planlagt å registrere mer enn eller lik 24 personer med COVID-19. Det forventes å ha minst 12 evaluerbare pasienter i hver gruppe.
• Eksperimentell gruppe: 0,4 mg/kg IV BID i 7 dager (ublindet) pluss aerosolisert 13 cis retinsyre gradvis i 2 oppdelte doser øker fra 0,2 mg/kg/dag til 4 mg/kg/dag som inhalert isotretinoinbehandling i 14 dager og standard of care Kontrollgruppe: standard of care Intervensjonsvarighet: inntil 14 dagers behandling Ingen planlagt interimanalyse.

Kombinasjon av rekombinante bakterielle ACE2-reseptorer -lignende enzym av B38-CAP og Isotretinoin kan være lovende behandling for COVID-19-infeksjon - og dens inflammatoriske komplikasjoner

Mahmoud ELkazzaz1

1 Institutt for kjemi og biokjemi, Det naturvitenskapelige fakultet, Damietta University, GOEIC, Egypt.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Introduksjon

Angiotensin-konverterende enzym-2 (ACE2)-reseptorer medierer inngangen til cellen til tre stammer av koronavirus: SARS-CoV, NL63 og SARS-CoV-2. ACE2-reseptorer er allestedsnærværende og uttrykkes vidt i hjertet, karene, tarmen, lungene (spesielt i type 2-pneumocytter og makrofager), nyrene, testiklene og hjernen. ACE2 er for det meste bundet til cellemembraner og er bare knapt tilstede i sirkulasjonen i løselig form. En viktig fordelaktig funksjon av membranbundet og løselig ACE2 er nedbrytningen av angiotensin II til angiotensin1-7. Følgelig begrenser ACE2-reseptorer flere skadelige effekter som følge av binding av angiotensin II til AT1-reseptorer, som inkluderer vasokonstriksjon, økt betennelse og trombose. Den økte generasjonen av angiotensin1-7 utløser også motregulerende beskyttende effekter gjennom binding til G-proteinkoblede Mas-reseptorer. Dessverre nedregulerer inntreden av SARS-CoV2 i cellene gjennom membranfusjon markant ACE2-reseptorer, med tap av den katalytiske effekten av disse reseptorene på det ytre stedet av membranen. Økt lungebetennelse og koagulasjon er rapportert som uønskede effekter av forsterkede og uimotsagte angiotensin II-effekter via ACE→ Angiotensin II→AT1-reseptoraksen. Kliniske rapporter om pasienter infisert med SARS-CoV-2 viser at flere trekk assosiert med infeksjon og alvorlighetsgrad av sykdommen (dvs. eldre alder, hypertensjon, diabetes, hjerte- og karsykdommer) deler en variabel grad av ACE2-mangel. Vi foreslår at ACE2-nedregulering indusert av viral invasjon kan være spesielt skadelig hos personer med baseline ACE2-mangel assosiert med forholdene ovenfor. Den ekstra ACE2-mangelen etter viral invasjon kan forsterke dysreguleringen mellom den "ugunstige" ACE → Angiotensin II → AT1 reseptoraksen og den "beskyttende" ACE2 → Angiotensin1-7 → Mas reseptoraksen. I lungene vil en slik dysregulering favorisere progresjonen av inflammatoriske og trombotiske prosesser utløst av lokal angiotensin II-hyperaktivitet uten motsetning til angiotensin1-7. I denne innstillingen kan rekombinant braACE2 være lovende terapeutiske tilnærminger hos pasienter med SARS-CoV-2-infeksjon.

Redder renin-angiotensin-systemet (RAS) av B38-CAP ACE2 som er et bakterieavledet ACE2-lignende enzym

De forventede fordelene med B38-CAP-avledet ACE2-lignende enzym avhengig av tidligere forskningsdata viser at B38-CAP-avledet ACE2-lignende enzym vil ha samme funksjon som humant ACE2, og samtidig vil det være motstandsdyktig mot COVID-spike-protein fordi evolusjonært er det for langt unna menneskelig ace2 og menneskelig ACE2 er en ekte reseptor for COVID-19, ikke ACE2-lignende enzym, og dette diskutert som følger:

B38-CAP er et bakterieavledet ACE2-lignende enzym som undertrykker hypertensjon og kardial dysfunksjon Angiotensin-konverterende enzym 2 (ACE2) er kritisk involvert i kardiovaskulær fysiologi og patologi, og er for tiden klinisk evaluert for å behandle akutt lungesvikt. Her viser vi at B38-CAP, en karboksypeptidase avledet fra Paenibacillus sp. B38, er et ACE2-lignende enzym for å redusere angiotensin II-nivåer hos mus. I protein 3D-strukturanalyse deler B38-CAP-homolog strukturell likhet med pattedyr ACE2 med lav sekvensidentitet. In vitro katalyserte rekombinant B38-CAP-protein omdannelsen av angiotensin II til angiotensin 1-7, så vel som andre kjente ACE2-målpeptider. Behandling med B38-CAP undertrykte angiotensin II-indusert hypertensjon, hjertehypertrofi og fibrose hos mus. Dessuten hemmet B38-CAP trykkoverbelastningsindusert patologisk hypertrofi, myokardfibrose og hjertedysfunksjon hos mus. Dataene våre identifiserer bakteriell B38-CAP som en ACE2-lignende karboksypeptidase, noe som indikerer at evolusjonen har formet en bakteriell karboksypeptidase til et humant ACE2-lignende enzym. Bakterieteknikk kan brukes til å designe forbedrede proteinmedisiner for hypertensjon og hjertesvikt. Tvert imot, behandling med rekombinant humant ACE2-protein (rhACE2), som er blottet for dets membranforankrede domene og dermed løselig, har vist seg å vise gunstige effekter i forskjellige dyremodeller, inkludert hjertesvikt, akutt lungeskade og diabetisk nefropati, og så frem. rhACE2 er for tiden testet i klinikken for å behandle ARDS- og COVID-19-infiserte pasienter. Ved å bruke cellekulturer og organoider viste forskere fra Karolinska Institutet i Sverige og University of British Columbia (UBC) i Canada at ved å tilsette en genmodifisert variant av ACE2, kalt humant rekombinant oppløselig angiotensin-konverterende enzym 2 (hrsACE2), COVID -19 ble forhindret fra å komme inn i cellene. Artikkelen, publisert i Cell, viser at hrsACE2 hadde en doseavhengig effekt av viral vekst av SARS-CoV-2 og var i stand til å redusere den med en faktor på 1000 til 5000 i cellekulturer. Til tross for de gunstige effektene, er rhACE2 et glykosylert protein, og fremstillingen krever derfor tid- og kostnadskrevende proteinekspresjonssystem med pattedyr- eller insektceller, noe som kanskje ikke er fordelaktig i medikamentutvikling og medisinsk økonomi. Selv om det var rapportert at en immunrespons er assosiert med kronisk infusjon av rhACE2 som resulterer i nedbrytning av rhACE226, dette ble ikke observert for B38-CAP; det var ingen antistoffer mot B38-CAP som kunne påvises i serumet til mus infundert med B38-CAP i 2 uker. Implantasjon av B38-CAP-fylte osmotiske minipumper undertrykte signifikant Ang II-indusert hypertensjon hos bevisste mus. påvirker hjertefrekvensen. Disse resultatene indikerer at B38-CAP antagoniserer vasopressoreffekten til Ang II. Så den prinsipielle etterforskeren forventer og foreslår at behandling med klonede bakterielle ACE2-reseptorer-lignende enzym av B38-CAP kan være lovende COVID-19-infeksjon- og lungeskadeforebyggende medikament bedre enn rekombinant human ACE2 i tillegg til brsACE2, som forventes å lokke viruset til fester seg til kopien i stedet for selve cellene... Det distraherer viruset fra å infisere cellene i samme grad og bør føre til en reduksjon i veksten av viruset i lungene og andre organer. En studie viste at rekombinant B38-CAP-protein nedregulerer Ang II-nivåer hos mus og motvirker Ang II-indusert hypertensjon, patologisk hjertehypertrofi og myokardfibrose. En studie viste gunstige effekter av B38-CAP på patologien til trykkoverbelastning-indusert hjertesvikt hos mus uten åpenbare toksisiteter, og også forbehandling av B38-CAP reduserte en markant økning av plasma Ang II-nivåer 5 minutter etter Ang II-injeksjon. til de for tiden brukte medikamentene for å hemme Ang II-generering eller -signalering, slik som ACE-hemmere eller angiotensinreseptorblokkere, er direkte nedmodulering av Ang II-nivåer med rhACE2-protein en av de lovende kandidatene for ny terapeutisk strategi ved hjerte- og karsykdommer og andre Ang II -relaterte sykdommer, f.eks. ARDS. På den annen side, selv om masseproduksjon av rhACE2 som et proteinmedikament koster på grunn av krav til pattedyrcelleekspresjonssystemer, kan B38-CAP enkelt tilberedes med E. coli-ekspresjonssystem og er kostnadseffektivt. Terapeutisk effekt og mindre toksisitet i muse-hjertesviktmodeller vil berettige videre undersøkelse av B38-CAP eller andre mikrobielle karboksypeptidaser i sykdomsmodeller. Videre kan humant ACE2-lignende enzym i bakterier bane vei for en ny strategi for utvikling av bakterieproteiner for bedre utforming og tilberedning av rekombinante proteinmedisiner. Endelig forventer hovedforskeren at behandling med ACE2-lignende enzym i bakterie B38-CAP kan gjøre den samme mekanismen som rhACE2 for å hemme COVID-19 og den andre foreslåtte mekanismen er at ACE2-lignende enzym i bakterier B38-CAP-injeksjon i menneskekroppen vil gjøre samme funksjon som menneskelig ACE2 og samtidig vil det være motstandsdyktig mot COVID-spike protein fordi det evolusjonære er for langt unna human ace2 og human ACE2 er en reell reseptor av COVID-19 ikke ACE2-lignende enzym og også blant tre bakterielle karboksypeptidaser vi testet, viste bare B38-CAP avhengighet av proteolytisk aktivitet på anionkonsentrasjon , som er karakteristisk for ACE2-aktivitet. B38-CAP viste også pH-optimum på 7,5 ekvivalent med rhACE2. I tillegg var IC50 av MLN-4760 også ekvivalent mellom rhACE2 og B38-CAP. Selv om B38-CAP viste ganske lik proteolytisk aktivitet som rhACE2, ser det ut til at det er en forskjell i substratspesifisitet mellom to enzymer. Så hovedetterforskeren forventer også at B38-CAP ACE2-lignende enzym kanskje ikke gjenkjennes av COVID-19 spikeprotein, men i samme gang vil det gjøre den samme funksjonen til menneskelig ACE2 i tillegg til nedregulering av menneskelig ACE2 som er den virkelige reseptoren for COVID-19

Blokkering av ACE2-reseptor av COVID-19 som er de virkelige reseptorene for den

Isotretinoin (13cis RA) kan være i stand til å hemme COVID 2019-inntreden via nedregulering av ACE2 via handling som shRNA rettet mot ACE2-genuttrykk, og dette diskuteres som følger:

COVID-19-pandemien forårsaket av SARS-COV-2 har infisert over 2 000 000 mennesker og forårsaket over 150 000 dødsfall. Et sentralt vertscellulært protein som kreves for virusinntreden er angiotensin-konverterende enzym 2 (ACE2) hvis ekspresjon har blitt demonstrert i mange vev inkludert alveolære epiteltype II-celler i lunger, munnslimhinne og tarm, hjerte, nyre, endotel og hud. ACE2-uttrykkende celler kan fungere som hjemmeceller og er utsatt for SARS-CoV-2-infeksjon ettersom ACE2-reseptor letter cellulær virusinngang og replikasjon. En studie viste at pasienter med hypertensjon og diabetes mellitus kan ha høyere risiko for SARS-CoV-2-infeksjon, da disse pasientene ofte behandles med ACE-hemmere (ACEI) eller angiotensin II type-I reseptorblokkere (ARB), som har vært tidligere foreslått å øke ACE2-ekspresjonen. I en annen studie av Sinha et al som analyserte et offentlig tilgjengelig Connectivity Map (CMAP) datasett av pre/post transkriptomiske profiler for medikamentell behandling i cellelinjer for over 20 000 små molekyler, var isotretinoin den sterkeste nedregulatoren av ACE 2-reseptorer. På den annen side fant de 6 legemidler i CMAP som for tiden undersøkes i kliniske studier for behandling av COVID-19 (klorokin, thalidomid, metylprednisolon, losartan, lopinavir og ritonavir, fra clinicaltrials.gov), ingen av dem ble funnet å signifikant endre ACE2-ekspresjon (P>0,1) Dessuten viste en annen studie at isotretinoin er en potensiell papain-lignende protease (PLpro)-hemmer som er et protein kodet av SARS-CoV-2-gener og anses som et av proteinene som bør målrettes i COVID-19-behandling ved å utføre målbasert virtuell ligandscreening som hovedetterforskeren diskuterte før det (13cRA) er den sterkeste nedregulatoren av ACE2. og hovedetterforskeren forventer at 13cRA kan hemme og nedregulere ACE2-ekspresjon, noe som tyder på dets terapeutiske potensiale for å forhindre at COVID 2019 kommer inn i vertscellen.