Combinação de receptores ACE2 bacterianos recombinantes - como a enzima de B38-CAP e isotretinoína pode ser um tratamento promissor para a infecção por COVID-19 e suas complicações inflamatórias

Este é um pequeno estudo piloto que investiga se há algum sinal de eficácia que justifique um ensaio maior de Fase 2B ou qualquer dano que sugira que tal ensaio não deva ser realizado. Espera-se que produza resultados estatisticamente significativos nos principais parâmetros. O investigador examinará todos os dados biológicos, fisiológicos e clínicos para determinar se um estudo de Fase 2B é justificado.

• A análise de eficácia primária será realizada apenas em pacientes recebendo pelo menos 4 doses da droga de combinação ativa. A análise de segurança será realizada em todos os pacientes recebendo pelo menos uma dose do medicamento ativo. Está prevista a inscrição de mais ou igual a 24 indivíduos com COVID-19. Espera-se ter pelo menos 12 pacientes avaliáveis ​​em cada grupo.
• Grupo experimental: 0,4 mg/kg IV BID por 7 dias (não cego) mais ácido 13 cis retinóico aerossolizado gradualmente em 2 doses divididas aumenta de 0,2 mg/kg/dia para 4 mg/kg/dia como terapia de isotretinoína inalada por 14 dias e padrão de cuidado Grupo controle: padrão de cuidado Duração da intervenção: até 14 dias de terapia Sem análise intermediária planejada.

A combinação de receptores ACE2 bacterianos recombinantes - como a enzima de B38-CAP e isotretinoína pode ser um tratamento promissor para a infecção por COVID-19 - e suas complicações inflamatórias

Mahmoud ELkazzaz1

1Departamento de química e bioquímica, Faculdade de Ciências, Damietta University, GOEIC, Egito.

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Introdução

Os receptores da enzima conversora de angiotensina 2 (ACE2) medeiam a entrada na célula de três cepas de coronavírus: SARS-CoV, NL63 e SARS-CoV-2. Os receptores ACE2 são onipresentes e amplamente expressos no coração, vasos, intestino, pulmão (particularmente em pneumócitos e macrófagos tipo 2), rins, testículos e cérebro. A ACE2 está principalmente ligada às membranas celulares e apenas raramente está presente na circulação na forma solúvel. Uma importante função salutar da ECA2 ligada à membrana e solúvel é a degradação da angiotensina II em angiotensina1-7. Consequentemente, os receptores ACE2 limitam vários efeitos prejudiciais resultantes da ligação da angiotensina II aos receptores AT1, que incluem vasoconstrição, aumento da inflamação e trombose. A geração aumentada de angiotensina 1-7 também desencadeia efeitos protetores contrarreguladores por meio da ligação aos receptores Mas acoplados à proteína G. Infelizmente, a entrada de SARS-CoV2 nas células através da fusão da membrana diminui acentuadamente os receptores ACE2, com perda do efeito catalítico desses receptores no local externo da membrana. O aumento da inflamação pulmonar e da coagulação foram relatados como efeitos indesejados dos efeitos aumentados e sem oposição da angiotensina II através do eixo do receptor ACE→Angiotensina II→AT1. Relatórios clínicos de pacientes infectados com SARS-CoV-2 mostram que várias características associadas à infecção e gravidade da doença (ou seja, idade avançada, hipertensão, diabetes, doença cardiovascular) compartilham um grau variável de deficiência de ACE2. Sugerimos que a regulação negativa de ACE2 induzida por invasão viral pode ser especialmente prejudicial em pessoas com deficiência de ACE2 basal associada às condições acima. A deficiência adicional de ACE2 após a invasão viral pode amplificar a desregulação entre o eixo do receptor 'adverso' ACE→Angiotensina II→AT1 e o eixo 'protetor' do receptor ACE2→Angiotensina 1-7→Mas. Nos pulmões, tal desregulação favoreceria a progressão de processos inflamatórios e trombóticos desencadeados pela hiperatividade local da angiotensina II sem oposição da angiotensina1-7. Nesse cenário, o brACE2 recombinante pode ser uma abordagem terapêutica promissora em pacientes com infecção por SARS-CoV-2.

Resgatando o sistema renina-angiotensina (RAS) por B38-CAP ACE2, que é uma enzima semelhante a ACE2 derivada de bactérias

Os benefícios esperados da enzima semelhante a ACE2 derivada de B38-CAP, dependendo de dados de pesquisas anteriores, mostram que a enzima semelhante a ACE2 derivada de B38-CAP fará a mesma função da ACE2 humana e, ao mesmo tempo, será resistente à proteína de pico de COVID porque evolucionário está muito longe do ace2 humano e o ACE2 humano é um receptor real do COVID-19, não uma enzima semelhante ao ACE2 e isso é discutido a seguir:

B38-CAP é uma enzima semelhante à ACE2 derivada de bactérias que suprime a hipertensão e a disfunção cardíaca A enzima conversora de angiotensina 2 (ACE2) está criticamente envolvida na fisiologia e patologia cardiovascular e atualmente é avaliada clinicamente para tratar a insuficiência pulmonar aguda. Aqui mostramos que a B38-CAP, uma carboxipeptidase derivada de Paenibacillus sp. B38, é uma enzima semelhante à ACE2 para diminuir os níveis de angiotensina II em camundongos. Na análise da estrutura 3D da proteína, o homólogo B38-CAP compartilha semelhança estrutural com ACE2 de mamífero com baixa identidade de sequência. In vitro, a proteína B38-CAP recombinante catalisou a conversão de angiotensina II em angiotensina 1-7, assim como outros peptídeos-alvo ACE2 conhecidos. O tratamento com B38-CAP suprimiu a hipertensão induzida por angiotensina II, hipertrofia cardíaca e fibrose em camundongos. Além disso, B38-CAP inibiu a hipertrofia patológica induzida por sobrecarga de pressão, fibrose miocárdica e disfunção cardíaca em camundongos. Nossos dados identificam o B38-CAP bacteriano como uma carboxipeptidase semelhante a ACE2, indicando que a evolução transformou uma carboxipeptidase bacteriana em uma enzima semelhante a ACE2 humana. A engenharia bacteriana pode ser utilizada para projetar drogas de proteína melhoradas para hipertensão e insuficiência cardíaca. Pelo contrário, o tratamento com a proteína ACE2 humana recombinante (rhACE2), que é desprovida de seu domínio ancorado na membrana, portanto solúvel, demonstrou apresentar efeitos benéficos em vários modelos animais, incluindo insuficiência cardíaca, lesão pulmonar aguda e nefropatia diabética, e assim para frente. O rhACE2 é atualmente testado na clínica para tratar pacientes infectados com SDRA e COVID-19. Usando culturas de células e organoides, pesquisadores do Karolinska Institute, na Suécia, e da University of British Columbia (UBC), no Canadá, mostraram que, ao adicionar uma variante geneticamente modificada do ACE2, chamada enzima conversora de angiotensina solúvel recombinante humana 2 (hrsACE2), o COVID -19 foi impedido de entrar nas células. O artigo, publicado na Cell, mostra que o hrsACE2 teve um efeito dependente da dose do crescimento viral do SARS-CoV-2 e foi capaz de reduzi-lo por um fator de 1.000 a 5.000 em culturas de células. Apesar de seus efeitos benéficos, a rhACE2 é uma proteína glicosilada e, portanto, sua preparação requer um sistema de expressão proteico demorado e caro com células de mamíferos ou insetos, o que pode não ser vantajoso no desenvolvimento de medicamentos e na economia médica. está associado à infusão crônica de rhACE2 resultando na degradação de rhACE226, o que não foi observado para B38-CAP; não houve anticorpos contra B38-CAP detectáveis ​​no soro de camundongos infundidos com B38-CAP por 2 semanas. A implantação de minibombas osmóticas preenchidas com B38-CAP suprimiu significativamente a hipertensão induzida por Ang II em camundongos conscientes, sem afetando a frequência cardíaca. Esses resultados indicam que o B38-CAP antagoniza o efeito vasopressor da Ang II. Portanto, o investigador principal espera e sugere que o tratamento com receptores bacterianos ACE2 clonados - como a enzima de B38-CAP pode ser promissor para infecção por COVID-19 - e prevenção de lesões pulmonares melhor do que o ACE2 humano recombinante, além do brsACE2, esperado para atrair o vírus para anexar-se à cópia em vez das células reais... Ele distrai o vírus de infectar as células no mesmo grau e deve levar a uma redução no crescimento do vírus nos pulmões e outros órgãos. Um estudo mostrou que a proteína B38-CAP recombinante diminui os níveis de Ang II em camundongos e antagoniza a hipertensão induzida por Ang II, hipertrofia cardíaca patológica e fibrose miocárdica. Um estudo mostrou efeitos benéficos de B38-CAP na patologia da insuficiência cardíaca induzida por sobrecarga de pressão em camundongos sem toxicidades evidentes e também o pré-tratamento de B38-CAP reduziu acentuadamente um aumento maciço dos níveis plasmáticos de Ang II 5 min após a injeção de Ang II. às drogas atualmente usadas para inibir a geração ou sinalização de Ang II, como os inibidores da ECA ou bloqueadores dos receptores da angiotensina, a modulação direta dos níveis de Ang II pela proteína rhACE2 é um dos candidatos promissores para nova estratégia terapêutica em doenças cardiovasculares e outras Ang II doenças relacionadas, por ex. ARDS. Por outro lado, embora a produção em massa de rhACE2 como droga proteica tenha custos devido à necessidade de sistemas de expressão de células de mamíferos, o B38-CAP é facilmente preparado com o sistema de expressão de E. coli e é econômico. A eficácia terapêutica e menos toxicidade em modelos de insuficiência cardíaca em camundongos justificariam uma investigação mais aprofundada de B38-CAP ou outras carboxipeptidases microbianas em modelos de doenças. Além disso, a enzima semelhante à ACE2 humana em bactérias pode abrir caminho para uma nova estratégia para projetar a evolução de proteínas bacterianas para um melhor desenho e preparação de drogas proteicas recombinantes. ser fazer o mesmo mecanismo de rhACE2 na inibição de COVID-19 e o outro mecanismo sugerido é que a enzima semelhante a ACE2 na injeção de bactéria B38-CAP no corpo humano fará a mesma função de ACE2 humano e ao mesmo tempo será resistente a Proteína de pico de COVID porque evolucionária está muito longe do ace2 humano e o ACE2 humano é um receptor real de COVID-19, não uma enzima semelhante a ACE2 e também entre três carboxipeptidases bacterianas que testamos, apenas B38-CAP mostrou dependência da atividade proteolítica na concentração de ânions , que é característico da atividade ACE2. B38-CAP também apresentou pH ótimo de 7,5 equivalente a rhACE2. Além disso, IC50 de MLN-4760 também foi equivalente entre rhACE2 e B38-CAP. Embora B38-CAP tenha exibido atividade proteolítica bastante semelhante à rhACE2, parece haver uma diferença na especificidade do substrato entre duas enzimas. vez, ele fará a mesma função do ACE2 humano, além de regular negativamente o ACE2 humano, que é o verdadeiro receptor do COVID-19

Bloqueio do receptor ACE2 do COVID-19 que são os verdadeiros receptores dele

A isotretinoína (13cis RA) pode ser capaz de inibir a entrada de COVID 2019 por meio da regulação negativa de ACE2 por meio de ação como shRNA visando a expressão do gene ACE2 e isso é discutido a seguir:

A pandemia de COVID-19 causada pelo SARS-COV-2 infectou mais de 2.000.000 de pessoas, causando mais de 150.000 mortes. Uma proteína celular hospedeira chave necessária para a entrada do vírus é a enzima conversora de angiotensina 2 (ACE2), cuja expressão foi demonstrada em muitos tecidos, incluindo células epiteliais alveolares tipo II nos pulmões, mucosa oral e intestino, coração, rim, endotélio e pele. As células que expressam ACE2 podem atuar como células domésticas e são propensas à infecção por SARS-CoV-2, pois o receptor ACE2 facilita a entrada e a replicação viral celular. Um estudo demonstrou que pacientes com hipertensão e diabetes mellitus podem estar em maior risco de infecção por SARS-CoV-2, pois esses pacientes são frequentemente tratados com inibidores da ECA (IECAs) ou bloqueadores dos receptores tipo I da angiotensina II (BRAs), que foram previamente sugerido para aumentar a expressão de ACE2. Em outro estudo de Sinha et al, que analisaram um conjunto de dados do Connectivity Map (CMAP) publicamente disponível de perfis pré/pós transcriptômicos para tratamento medicamentoso em linhagens de células para mais de 20.000 moléculas pequenas, a isotretinoína foi o regulador negativo mais forte dos receptores ACE 2. Por outro lado, eles encontraram 6 medicamentos no CMAP que estão atualmente sendo investigados em ensaios clínicos para o tratamento de COVID-19 (cloroquina, talidomida, metilprednisolona, ​​losartan, lopinavir e ritonavir, de Clinicaltrials.gov), nenhum dos quais alterou significativamente a expressão de ACE2 (P>0,1) Além disso, outro estudo demonstrou que a isotretinoína é um potencial inibidor da papaína como protease (PLpro), que é uma proteína codificada pelos genes SARS-CoV-2 e considerada uma das proteínas que deve ser direcionada no tratamento de COVID-19, realizando testes virtuais baseados em alvos. a triagem de ligantes como o investigador principal discutido anteriormente (13cRA) é o regulador negativo mais forte de ACE2. e o investigador principal espera que o 13cRA possa inibir e regular negativamente a expressão de ACE2, sugerindo seu potencial terapêutico na prevenção da entrada de COVID 2019 na célula hospedeira.