Kombinacja rekombinowanych bakteryjnych receptorów ACE2 - takich jak enzym B38-CAP i izotretynoina może być obiecującym sposobem leczenia infekcji COVID-19 - i jej powikłań zapalnych

Jest to małe badanie pilotażowe mające na celu zbadanie, czy istnieje jakikolwiek sygnał dotyczący skuteczności, który uzasadnia większe badanie fazy 2B, lub jakiekolwiek szkody sugerujące, że takiego badania nie należy przeprowadzać. Oczekuje się, że przyniesie statystycznie istotne wyniki w głównych punktach końcowych. Badacz zbada wszystkie dane biologiczne, fizjologiczne i kliniczne, aby ustalić, czy badanie fazy 2B jest uzasadnione.

• Pierwotna analiza skuteczności zostanie przeprowadzona tylko u pacjentów otrzymujących co najmniej 4 dawki aktywnego leku złożonego. Analiza bezpieczeństwa zostanie przeprowadzona u wszystkich pacjentów otrzymujących co najmniej jedną dawkę aktywnego leku. Planowane jest przyjęcie co najmniej 24 osób z COVID-19. Oczekuje się, że w każdej grupie znajdzie się co najmniej 12 pacjentów nadających się do oceny.
• Grupa eksperymentalna: 0,4 mg/kg dożylnie dwa razy na dobę przez 7 dni (niezaślepione) plus kwas 13 cis-retinowy w aerozolu stopniowo w 2 dawkach podzielonych zwiększa się od 0,2 mg/kg/dobę do 4 mg/kg/dobę jako wziewna terapia izotretynoiną przez 14 dni i standard opieki Grupa kontrolna: standard opieki Czas trwania interwencji: do 14 dni terapii Nie planowano analizy pośredniej.

Kombinacja rekombinowanych bakteryjnych receptorów ACE2 - enzymu B38-CAP i izotretynoiny może być obiecującym sposobem leczenia infekcji COVID-19 - i jej powikłań zapalnych

Mahmoud ELkazzaz1

1Wydział chemii i biochemii Wydziału Nauki Uniwersytetu Damietta, GOEIC, Egipt.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Wprowadzenie

Receptory enzymu konwertującego angiotensynę-2 (ACE2) pośredniczą w wejściu do komórki trzech szczepów koronawirusa: SARS-CoV, NL63 i SARS-CoV-2. Receptory ACE2 są wszechobecne i powszechnie obecne w sercu, naczyniach, jelitach, płucach (szczególnie w pneumocytach typu 2 i makrofagach), nerkach, jądrach i mózgu. ACE2 jest głównie związany z błonami komórkowymi i bardzo rzadko występuje w krążeniu w postaci rozpuszczalnej. Ważną zbawienną funkcją związanego z błonami i rozpuszczalnego ACE2 jest rozkład angiotensyny II do angiotensyny 1-7. W konsekwencji, receptory ACE2 ograniczają kilka szkodliwych skutków wynikających z wiązania angiotensyny II z receptorami AT1, które obejmują zwężenie naczyń, nasilenie stanu zapalnego i zakrzepicę. Zwiększone wytwarzanie angiotensyny 1-7 wyzwala również przeciwregulacyjne efekty ochronne poprzez wiązanie się z receptorami Mas sprzężonymi z białkiem G. Niestety, wejście SARS-CoV2 do komórek poprzez fuzję błony znacznie obniża poziom receptorów ACE2, z utratą katalitycznego działania tych receptorów na zewnętrznej stronie błony. Nasilone zapalenie płuc i krzepnięcie zgłaszano jako niepożądane skutki nasilonego i niehamowanego działania angiotensyny II poprzez oś receptora ACE→Angiotensyna II→AT1. Raporty kliniczne pacjentów zakażonych SARS-CoV-2 pokazują, że kilka cech związanych z infekcją i ciężkością choroby (tj. starszy wiek, nadciśnienie, cukrzyca, choroby układu krążenia) ma zmienny stopień niedoboru ACE2. Sugerujemy, że obniżenie poziomu ACE2 wywołane inwazją wirusową może być szczególnie szkodliwe u osób z wyjściowym niedoborem ACE2 związanym z powyższymi stanami. Dodatkowy niedobór ACE2 po inwazji wirusowej może nasilać rozregulowanie między „niekorzystną” osią ACE → receptor angiotensyny II → AT1 a „ochronną” osią ACE2 → angiotensyna 1-7 → receptor Mas. W płucach taka dysregulacja sprzyjałaby postępowi procesów zapalnych i zakrzepowych wywołanych przez lokalną nadaktywność angiotensyny II, której nie przeciwdziała angiotensyna 1-7. W tym kontekście rekombinowany brACE2 może być obiecującym podejściem terapeutycznym u pacjentów z zakażeniem SARS-CoV-2.

Ratowanie układu renina-angiotensyna (RAS) przez B38-CAP ACE2, który jest enzymem podobnym do ACE2 pochodzenia bakteryjnego

Oczekiwane korzyści z enzymu podobnego do ACE2 pochodzącego z B38-CAP w zależności od danych z wcześniejszych badań pokazują, że enzym podobny do ACE2 pochodzący z B38-CAP będzie pełnił tę samą funkcję co ludzki ACE2 i jednocześnie będzie odporny na białko szczytowe COVID-19, ponieważ ewolucyjnie jest zbyt daleko od ludzkiego asa2, a ludzki ACE2 jest prawdziwym receptorem COVID-19, a nie enzymem podobnym do ACE2, i omówiono to w następujący sposób:

B38-CAP to pochodzący z bakterii enzym podobny do ACE2, który hamuje nadciśnienie i dysfunkcję serca Enzym konwertujący angiotensynę 2 (ACE2) jest krytycznie zaangażowany w fizjologię i patologię układu sercowo-naczyniowego i jest obecnie oceniany klinicznie pod kątem leczenia ostrej niewydolności płuc. Tutaj pokazujemy, że B38-CAP, karboksypeptydaza pochodząca z Paenibacillus sp. B38 jest enzymem podobnym do ACE2, który obniża poziom angiotensyny II u myszy. W analizie struktury białek 3D homolog B38-CAP wykazuje podobieństwo strukturalne do ssaczego ACE2 z niską identycznością sekwencji. In vitro rekombinowane białko B38-CAP katalizowało konwersję angiotensyny II do angiotensyny 1-7, jak również innych znanych peptydów docelowych ACE2. Leczenie nadciśnieniem indukowanym angiotensyną II przez B38-CAP, przerostem serca i zwłóknieniem u myszy. Ponadto B38-CAP hamował hipertrofię patologiczną wywołaną przeciążeniem ciśnieniowym, zwłóknienie mięśnia sercowego i dysfunkcję serca u myszy. Nasze dane identyfikują bakteryjną B38-CAP jako karboksypeptydazę podobną do ACE2, co wskazuje, że ewolucja ukształtowała karboksypeptydazę bakteryjną do ludzkiego enzymu podobnego do ACE2. Inżynieria bakteryjna może zostać wykorzystana do zaprojektowania ulepszonych leków białkowych na nadciśnienie i niewydolność serca. Wręcz przeciwnie, wykazano, że leczenie rekombinowanym ludzkim białkiem ACE2 (rhACE2), które jest pozbawione swojej domeny zakotwiczonej w błonie, dzięki czemu jest rozpuszczalne, wykazuje korzystne efekty w różnych modelach zwierzęcych, w tym w niewydolności serca, ostrym uszkodzeniu płuc i nefropatii cukrzycowej, a więc naprzód. rhACE2 jest obecnie testowany w klinice pod kątem leczenia pacjentów zakażonych ARDS i COVID-19. Korzystając z kultur komórkowych i organoidów, naukowcy z Instytutu Karolinska w Szwecji i Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej (UBC) w Kanadzie wykazali, że dodanie genetycznie zmodyfikowanego wariantu ACE2, zwanego ludzkim rekombinowanym rozpuszczalnym enzymem konwertującym angiotensynę 2 (hrsACE2), powoduje COVID-19 -19 uniemożliwiono wejście do komórek. Artykuł opublikowany w Cell pokazuje, że hrsACE2 miał zależny od dawki wpływ na wzrost wirusa SARS-CoV-2 i był w stanie zmniejszyć go od 1000 do 5000 razy w hodowlach komórkowych. Pomimo swojego korzystnego działania, rhACE2 jest białkiem glikozylowanym, a zatem jego przygotowanie wymaga czasochłonnego i kosztownego systemu ekspresji białek z komórkami ssaków lub owadów, co może nie być korzystne w opracowywaniu leków i ekonomii medycznej. jest związany z przewlekłym wlewem rhACE2 powodującym degradację rhACE226, nie zaobserwowano tego dla B38-CAP; nie było wykrywalnych przeciwciał przeciwko B38-CAP w surowicy myszy, którym podawano infuzję B38-CAP przez 2 tygodnie. Wszczepienie minipomp osmotycznych wypełnionych B38-CAP znacznie stłumiło nadciśnienie indukowane przez Ang II u przytomnych myszy. wpływając na tętno. Wyniki te wskazują, że B38-CAP antagonizuje działanie wazopresyjne Ang II. Tak więc główny badacz spodziewa się i sugeruje, że leczenie sklonowanymi bakteryjnymi receptorami ACE2, takimi jak enzym B38-CAP, może być obiecującą infekcją COVID-19 i lekiem zapobiegającym uszkodzeniom płuc lepiej niż rekombinowany ludzki ACE2 oprócz brsACE2, który ma zwabić wirusa do przyczepia się do kopii zamiast do właściwych komórek… W takim samym stopniu odwraca uwagę wirusa od infekowania komórek i powinno prowadzić do ograniczenia wzrostu wirusa w płucach i innych narządach. Badanie wykazało, że rekombinowane białko B38-CAP obniża poziom Ang II u myszy i przeciwdziała nadciśnieniu indukowanemu przez Ang II, patologicznemu przerostowi serca i zwłóknieniu mięśnia sercowego. Badanie wykazało korzystny wpływ B38-CAP na patologię niewydolności serca wywołanej przeciążeniem ciśnieniowym u myszy bez jawnej toksyczności, a także wstępne leczenie B38-CAP znacznie obniżyło ogromny wzrost poziomu Ang II w osoczu po 5 minutach po wstrzyknięciu Ang II. do obecnie stosowanych leków hamujących wytwarzanie lub sygnalizację Ang II, takich jak inhibitory ACE czy blokery receptora angiotensyny, bezpośrednie obniżanie poziomu Ang II przez białko rhACE2 jest jednym z obiecujących kandydatów do nowej strategii terapeutycznej w chorobach układu krążenia i innych chorobach Ang II choroby pokrewne, np. ARDS. Z drugiej strony, chociaż masowa produkcja rhACE2 jako leku białkowego jest kosztowna ze względu na wymagania systemów ekspresyjnych w komórkach ssaków, B38-CAP można łatwo wytworzyć z systemem ekspresyjnym E. coli i jest to opłacalne. Skuteczność terapeutyczna i mniejsza toksyczność w mysich modelach niewydolności serca uzasadniałyby dalsze badania B38-CAP lub innych karboksypeptydaz drobnoustrojów w modelach chorób. Co więcej, ludzki enzym podobny do ACE2 w bakteriach może utorować drogę do nowej strategii inżynierii ewolucji białek bakteryjnych w celu lepszego projektowania i przygotowania rekombinowanych leków białkowych Wreszcie główny badacz spodziewa się, że leczenie enzymem podobnym do ACE2 w bakteriach B38-CAP może mieć ten sam mechanizm rhACE2 w hamowaniu COVID-19, a innym sugerowanym mechanizmem jest to, że enzym podobny do ACE2 w bakteriach Wstrzyknięcie B38-CAP do ludzkiego organizmu będzie pełnić tę samą funkcję co ludzki ACE2 i jednocześnie będzie odporne na COVID-białko szczytowe, ponieważ ewolucyjnie jest zbyt daleko od ludzkiego ace2, a ludzki ACE2 jest prawdziwym receptorem COVID-19, a nie enzymem podobnym do ACE2, a także spośród trzech bakteryjnych karboksypeptydaz, które testowaliśmy, tylko B38-CAP wykazał zależność aktywności proteolitycznej od stężenia anionu , co jest charakterystyczne dla aktywności ACE2. B38-CAP również wykazywał optymalne pH równe 7,5 równoważnika rhACE2. Ponadto, IC50 MLN-4760 było również równoważne między rhACE2 i B38-CAP. Chociaż B38-CAP wykazywał dość podobną aktywność proteolityczną do rhACE2, wydaje się, że istnieje różnica w specyficzności substratowej między dwoma enzymami So, główny badacz spodziewa się również, że enzym podobny do ACE2 B38-CAP może nie być rozpoznawany przez białko szczytowe COVID-19, ale w tym samym czas będzie pełnił tę samą funkcję ludzkiego ACE2 oprócz regulacji w dół ludzkiego ACE2, który jest prawdziwym receptorem COVID-19

Blokowanie receptora ACE2 COVID-19, który jest jego rzeczywistymi receptorami

Izotretynoina (13cis RA) może być zdolna do hamowania wejścia COVID 2019 poprzez regulację w dół ACE2 poprzez działanie takie jak shRNA ukierunkowane na ekspresję genu ACE2 i jest to omówione w następujący sposób:

Pandemia COVID-19 spowodowana przez SARS-COV-2 zainfekowała ponad 2 000 000 osób, powodując ponad 150 000 zgonów. Kluczowym białkiem komórkowym gospodarza wymaganym do wniknięcia wirusa jest enzym konwertujący angiotensynę 2 (ACE2), którego ekspresję wykazano w wielu tkankach, w tym w komórkach nabłonka pęcherzyków płucnych typu II w płucach, błonie śluzowej jamy ustnej i jelitach, sercu, nerkach, śródbłonku i skórze. Komórki wykazujące ekspresję ACE2 mogą działać jak komórki macierzyste i są podatne na zakażenie SARS-CoV-2, ponieważ receptor ACE2 ułatwia wnikanie i replikację wirusa komórkowego. Badanie wykazało, że pacjenci z nadciśnieniem i cukrzycą mogą być bardziej narażeni na zakażenie SARS-CoV-2, ponieważ ci pacjenci są często leczeni inhibitorami ACE (ACEI) lub blokerami receptora angiotensyny II typu I (ARB), które zostały wcześniej sugerowano zwiększenie ekspresji ACE2. W innym badaniu przeprowadzonym przez Sinha i wsp., którzy przeanalizowali publicznie dostępny zestaw danych Connectivity Map (CMAP) profili przed/potranskryptomicznych do leczenia farmakologicznego w liniach komórkowych dla ponad 20 000 małych cząsteczek, izotretynoina była najsilniejszym regulatorem w dół receptorów ACE 2. Z drugiej strony znaleźli 6 leków w CMAP, które są obecnie badane w badaniach klinicznych pod kątem leczenia COVID-19 (chlorochina, talidomid, metyloprednizolon, losartan, lopinawir i rytonawir, z Clinicaltrials.gov), żaden z nich nie zmienił znacząco ekspresji ACE2 (P>0,1) Co więcej, inne badanie wykazało, że izotretynoina jest potencjalnym inhibitorem proteazy papainopodobnej (PLpro), która jest białkiem kodowanym przez geny SARS-CoV-2 i jest uważana za jedno z białek, które powinny być celem leczenia COVID-19 poprzez wykonywanie wirtualnych badanie przesiewowe liganda, jak omówił wcześniej główny badacz, (13cRA) jest najsilniejszym regulatorem w dół ACE2. a główny badacz spodziewa się, że 13cRA może hamować i zmniejszać ekspresję ACE2, co sugeruje jego potencjał terapeutyczny w zapobieganiu wejściu COVID 2019 do komórki gospodarza.