Комбинация рекомбинантных бактериальных рецепторов ACE2, таких как фермент B38-CAP и изотретиноин, может быть многообещающим средством лечения инфекции COVID-19 и ее воспалительных осложнений

Это небольшое экспериментальное исследование, направленное на изучение того, есть ли какие-либо признаки эффективности, которые оправдывают проведение более крупного испытания фазы 2B, или какой-либо вред, который свидетельствует о том, что такое испытание не следует проводить. Ожидается, что он даст статистически значимые результаты по основным конечным точкам. Исследователь изучит все биологические, физиологические и клинические данные, чтобы определить, оправдано ли исследование фазы 2B.

• Первичный анализ эффективности будет проводиться только у пациентов, получивших не менее 4 доз активного комбинированного препарата. Анализ безопасности будет проводиться для всех пациентов, получающих хотя бы одну дозу активного препарата. Планируется набрать более или равно 24 субъектам с COVID-19. Ожидается, что в каждой группе будет не менее 12 поддающихся оценке пациентов.
• Экспериментальная группа: 0,4 мг/кг внутривенно два раза в день в течение 7 дней (незаслепленный) плюс аэрозольная 13-цис-ретиноевая кислота с постепенным увеличением в 2 приема с 0,2 мг/кг/день до 4 мг/кг/день в виде ингаляционной терапии изотретиноином в течение 14 дней и стандарт лечения Контрольная группа: стандарт лечения Продолжительность вмешательства: до 14 дней терапии Промежуточный анализ не планируется.

Комбинация рекомбинантных бактериальных рецепторов ACE2, подобных ферменту B38-CAP и изотретиноину, может быть многообещающим средством лечения инфекции COVID-19 и ее воспалительных осложнений.

Махмуд ELkazzaz1

1Кафедра химии и биохимии, Факультет естественных наук, Университет Дамиетта, GOEIC, Египет.

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вступление

Рецепторы ангиотензинпревращающего фермента-2 (ACE2) опосредуют проникновение в клетку трех штаммов коронавируса: SARS-CoV, NL63 и SARS-CoV-2. Рецепторы ACE2 повсеместно распространены и широко экспрессируются в сердце, сосудах, кишечнике, легких (особенно в пневмоцитах 2-го типа и макрофагах), почках, яичках и головном мозге. ACE2 в основном связан с клеточными мембранами и почти не присутствует в кровотоке в растворимой форме. Важной полезной функцией мембраносвязанного и растворимого ACE2 является расщепление ангиотензина II до ангиотензина 1-7. Следовательно, рецепторы ACE2 ограничивают несколько вредных эффектов, возникающих в результате связывания ангиотензина II с рецепторами AT1, которые включают вазоконстрикцию, усиленное воспаление и тромбоз. Повышенная выработка ангиотензина 1-7 также вызывает контррегуляторные защитные эффекты посредством связывания с рецепторами Mas, связанными с G-белком. К сожалению, проникновение SARS-CoV2 в клетки через слияние мембран заметно подавляет рецепторы ACE2 с потерей каталитического эффекта этих рецепторов на внешнем участке мембраны. Сообщалось об усилении воспаления легких и коагуляции как о нежелательных эффектах усиленных и не встречающих сопротивления эффектов ангиотензина II через ось рецепторов АПФ → ангиотензин II → AT1. Клинические отчеты о пациентах, инфицированных SARS-CoV-2, показывают, что некоторые особенности, связанные с инфекцией и тяжестью заболевания (например, пожилой возраст, гипертония, диабет, сердечно-сосудистые заболевания), имеют разную степень дефицита ACE2. Мы предполагаем, что снижение регуляции ACE2, вызванное вирусной инвазией, может быть особенно вредным для людей с исходным дефицитом ACE2, связанным с вышеуказанными состояниями. Дополнительный дефицит ACE2 после вирусной инвазии может усилить дисрегуляцию между «неблагоприятной» осью ACE→ангиотензин II→AT1-рецептор и «защитной» осью ACE2→ангиотензин1-7→Mas-рецептор. В легких такая дисрегуляция будет способствовать прогрессированию воспалительных и тромботических процессов, вызванных локальной гиперактивностью ангиотензина II, не противодействующей ангиотензину 1-7. В этих условиях рекомбинантный brACE2 может быть многообещающим терапевтическим подходом к пациентам с инфекцией SARS-CoV-2.

Спасение ренин-ангиотензиновой системы (РАС) с помощью B38-CAP ACE2, который представляет собой бактериальный ACE2-подобный фермент.

Ожидаемые преимущества ACE2-подобного фермента, полученного из B38-CAP, в зависимости от данных предыдущих исследований показывают, что ACE2-подобный фермент, полученный из B38-CAP, будет выполнять ту же функцию, что и ACE2 человека, и в то же время он будет устойчив к шиповидному белку COVID, потому что эволюционно он слишком далек от человеческого ace2, а человеческий ACE2 является реальным рецептором COVID-19, а не ферментом, подобным ACE2, и это обсуждается следующим образом:

B38-CAP представляет собой бактериальный ACE2-подобный фермент, который подавляет гипертензию и сердечную дисфункцию. Ангиотензинпревращающий фермент 2 (ACE2) играет важную роль в физиологии и патологии сердечно-сосудистой системы и в настоящее время проходит клинические испытания для лечения острой легочной недостаточности. Здесь мы показываем, что B38-CAP, карбоксипептидаза, полученная из Paenibacillus sp. B38 представляет собой фермент, подобный ACE2, для снижения уровня ангиотензина II у мышей. При анализе трехмерной структуры белка гомолог B38-CAP имеет структурное сходство с ACE2 млекопитающих с низкой идентичностью последовательностей. In vitro рекомбинантный белок B38-CAP катализирует превращение ангиотензина II в ангиотензин 1-7, а также другие известные пептиды-мишени ACE2. Лечение B38-CAP подавляло индуцированную ангиотензином II гипертензию, гипертрофию сердца и фиброз у мышей. Более того, B38-CAP ингибировал вызванную перегрузкой давлением патологическую гипертрофию, фиброз миокарда и сердечную дисфункцию у мышей. Наши данные идентифицируют бактериальный B38-CAP как ACE2-подобную карбоксипептидазу, указывая на то, что эволюция превратила бактериальную карбоксипептидазу в человеческий ACE2-подобный фермент. Бактериальная инженерия может быть использована для разработки улучшенных белковых препаратов от гипертонии и сердечной недостаточности. Наоборот, лечение рекомбинантным человеческим белком ACE2 (rhACE2), который лишен его прикрепленного к мембране домена, поэтому растворяется, было продемонстрировано благотворное влияние на различных животных моделях, включая сердечную недостаточность, острое повреждение легких и диабетическую нефропатию, и т.д. вперед. В настоящее время rhACE2 тестируется в клинике для лечения пациентов, инфицированных ОРДС и COVID-19. Используя клеточные культуры и органоиды, исследователи из Каролинского института в Швеции и Университета Британской Колумбии (UBC) в Канаде показали, что путем добавления генетически модифицированного варианта ACE2, называемого рекомбинантным растворимым ангиотензинпревращающим ферментом человека 2 (hrsACE2), COVID -19 не пускали в камеры. В статье, опубликованной в журнале Cell, показано, что hrsACE2 оказывает дозозависимое влияние на рост вируса SARS-CoV-2 и способен снижать его в 1000–5000 раз в клеточных культурах. Несмотря на свои положительные эффекты, rhACE2 является гликозилированным белком, и поэтому для его получения требуется затратная по времени и средствам система экспрессии белка с клетками млекопитающих или насекомых, что может быть невыгодно для разработки лекарств и экономики медицины. связан с хронической инфузией rhACE2, приводящей к деградации rhACE226, этого не наблюдалось для B38-CAP; в сыворотке мышей, которым вводили B38-CAP в течение 2 недель, антитела против B38-CAP не обнаруживались. Имплантация осмотических мини-насосов, наполненных B38-CAP, значительно подавляла гипертензию, вызванную Ang II, у мышей в сознании. влияющие на частоту сердечных сокращений. Эти результаты показывают, что B38-CAP противодействует вазопрессорному эффекту Ang II. Таким образом, главный исследователь ожидает и предполагает, что лечение клонированными бактериальными рецепторами ACE2, такими как фермент B38-CAP, может быть многообещающим лекарством для предотвращения инфекции COVID-19 и повреждения легких лучше, чем рекомбинантный человеческий ACE2 в дополнение к brsACE2, который, как ожидается, заманит вирус к прикрепляться к копии, а не к реальным клеткам... Это в той же степени отвлекает вирус от заражения клеток и должно приводить к уменьшению роста вируса в легких и других органах. Исследование показало, что рекомбинантный белок B38-CAP снижает уровень Ang II у мышей и противодействует вызванной Ang II гипертензии, патологической сердечной гипертрофии и миокардиальному фиброзу. Исследование показало положительное влияние B38-CAP на патологию сердечной недостаточности, вызванной перегрузкой давлением, у мышей без явной токсичности, а также предварительное лечение B38-CAP заметно подавляло массивное повышение уровней Ang II в плазме через 5 минут после инъекции Ang II. по сравнению с используемыми в настоящее время препаратами для ингибирования образования или передачи сигнала Ang II, такими как ингибиторы АПФ или блокаторы рецепторов ангиотензина, прямое снижение уровней Ang II белком rhACE2 является одним из многообещающих кандидатов для новой терапевтической стратегии при сердечно-сосудистых заболеваниях и других ангиотензиновых рецепторах. сопутствующие заболевания, напр. ОРДС. С другой стороны, несмотря на то, что массовое производство rhACE2 в качестве белкового лекарственного средства обходится дорого из-за потребности в системах экспрессии клеток млекопитающих, B38-CAP легко получить с помощью системы экспрессии E. coli и является экономически выгодным. Терапевтическая эффективность и меньшая токсичность в моделях сердечной недостаточности у мышей потребуют дальнейшего изучения B38-CAP или других микробных карбоксипептидаз в моделях заболеваний. Кроме того, человеческий ACE2-подобный фермент в бактериях может проложить путь к новой стратегии инженерии эволюции бактериальных белков для лучшего конструирования и приготовления рекомбинантных белковых препаратов. Наконец, главный исследователь ожидает, что лечение ACE2-подобным ферментом бактерий B38-CAP Тот же механизм, что и rhACE2, ингибирует COVID-19, а другой предполагаемый механизм заключается в том, что ACE2-подобный фермент в бактериях, инъекция B38-CAP в организме человека, будет выполнять ту же функцию, что и ACE2 человека, и в то же время он будет устойчивым к Белок спайка COVID, потому что эволюционно он слишком далек от человеческого ace2, а человеческий ACE2 является реальным рецептором COVID-19, а не ACE2, подобным ферменту. Кроме того, среди трех протестированных нами бактериальных карбоксипептидаз только B38-CAP показал зависимость протеолитической активности от концентрации аниона. , что характерно для активности ACE2. B38-CAP также показал оптимальный pH 7,5, эквивалентный rhACE2. Кроме того, IC50 MLN-4760 также был эквивалентен между rhACE2 и B38-CAP. Хотя B38-CAP проявлял довольно схожую протеолитическую активность с rhACE2, по-видимому, между двумя ферментами существует разница в субстратной специфичности. время, когда он будет выполнять ту же функцию, что и человеческий ACE2, в дополнение к подавлению человеческого ACE2, который является реальным рецептором COVID-19.

Блокирование рецептора ACE2 COVID-19, который является его реальным рецептором

Изотретиноин (13 цис RA) может быть способен ингибировать проникновение COVID 2019 посредством понижающей регуляции ACE2 посредством действия, подобного кшРНК, на экспрессию гена ACE2, и это обсуждается следующим образом:

Пандемия COVID-19, вызванная SARS-COV-2, заразила более 2 000 000 человек, в результате чего погибло более 150 000 человек. Ключевым клеточным белком хозяина, необходимым для проникновения вируса, является ангиотензинпревращающий фермент 2 (ACE2), экспрессия которого была продемонстрирована во многих тканях, включая клетки альвеолярного эпителия типа II в легких, слизистой оболочке полости рта и кишечнике, сердце, почках, эндотелии и коже. Клетки, экспрессирующие ACE2, могут действовать как домашние клетки и склонны к инфекции SARS-CoV-2, поскольку рецептор ACE2 облегчает проникновение и репликацию клеточного вируса. Исследование показало, что пациенты с гипертонией и сахарным диабетом могут подвергаться более высокому риску заражения SARS-CoV-2, поскольку этих пациентов часто лечат ингибиторами АПФ (ИАПФ) или блокаторами рецепторов ангиотензина II типа I (БРА), которые были ранее предлагалось увеличить экспрессию ACE2. В другом исследовании, проведенном Sinha et al., который проанализировал общедоступный набор данных Connectivity Map (CMAP) пре-/пост-транскриптомных профилей для лечения лекарственными препаратами в клеточных линиях для более чем 20 000 малых молекул, изотретиноин был самым сильным понижающим регулятором рецепторов ACE 2. С другой стороны, они обнаружили в CMAP 6 препаратов, которые в настоящее время проходят клинические испытания для лечения COVID-19 (хлорохин, талидомид, метилпреднизолон, лозартан, лопинавир и ритонавир, с сайта ClinicalTrials.gov). ни в одном из них не было обнаружено значительного изменения экспрессии ACE2 (P>0,1) Более того, другое исследование продемонстрировало, что изотретиноин является потенциальными ингибиторами папаиноподобной протеазы (PLpro), который представляет собой белок, кодируемый генами SARS-CoV-2, и считается одним из белков, на которые следует нацеливаться при лечении COVID-19, выполняя целевые виртуальные скрининг лиганда, как обсуждалось ранее главным исследователем (13cRA), является сильнейшим регулятором АПФ2. и главный исследователь ожидает, что 13cRA может ингибировать и подавлять экспрессию ACE2, что предполагает его терапевтический потенциал в предотвращении проникновения COVID 2019 в клетку-хозяина.