Utredning av effekten av Montelukast i COVID-19

Det nya coronaviruset 2019 (SARS-CoV-2) rapporterades första gången i december 2019 i Wuhan (Hubei, Kina). Det har snabbt spridit sig till andra länder runt om i världen och påverkat mer än 67 miljoner människor världen över och har blivit en akut global pandemi. Coronavirus är hölje, icke-segmenterade positiv-sens RNA-virus som tillhör familjen Coronaviridae, den största familjen i Nidovirales och brett spridda hos människor, andra däggdjur och fåglar, vilket orsakar respiratoriska, enteriska, lever- och neurologiska sjukdomar. Sju arter av coronavirus är kända för att orsaka sjukdomar hos människor. Fyra av dem (229E, OC43, NL63 och HKU1) är vanliga och de orsakar oftast vanliga förkylningssymtom hos immunkompetenta individer medan de andra tre, SARS-CoV, MERS-CoV och SARSCoV-2 orsakar allvarliga symtom och dödsfall.

SARS-CoV-2 har fyra strukturella proteiner som är nukleokapsid, envelope, membran och spike. Dessa fyra proteiner spelar en viktig roll under virusinfektionen. Spike-glykoproteinet (S-protein) som ligger på den yttre ytan av koronavirus är ansvarigt för anslutningen och inträdet av viruset till värdceller. S-proteinet medierar receptorigenkänning, cellvidhäftning och fusion under virusinfektion. Medan viruset är i sin naturliga miljö är S-proteinet från coronavirus inaktivt. Under virusinfektion aktiverar målcellsproteaser S-proteinet genom att klyva det i S1- och S2-subenheter, som krävs för att aktivera membranfusionsdomänen efter att viralt kommer in i målceller. S1-subenheten inkluderar den receptorbindande domänen (RBD). Denna domän binder direkt till peptidasdomänen angiotensinomvandlande enzym 2 (ACE-2). S2 fungerar under membranfusion. Det kymotrypsinliknande cysteinproteaset som kallas 3C-liknande proteas (3CLpro) aka huvudproteas (Mpro) i SARS-CoV-2 är ett viktigt enzym involverat i processer som bearbetning, montering och replikering av viruset.

En av de viktigaste egenskaperna hos svår covid-19 är ökad cytokinproduktion. Man tror att svårighetsgraden av sjukdomen främst är förknippad med cytokinstormen, som är ett aggressivt immunsvar mot viruset. Antalet vita blodkroppar, neutrofiler och nivåer av prokalcitonin, C-reaktivt protein och andra inflammatoriska index som IL2, IL7, IL10, granulocytkolonistimulerande faktor (GSCF), interferoninducerbart protein -10 (IP10), monocytkemotaktisk protein -1 (MCP1), makrofaginflammatoriskt protein-1α (MIP1A) och TNF är signifikant högre i svåra fall hos patienter med COVID-19. Specifikt är IL-1β, IL-6 och IL-10 de tre mest förhöjda cytokinerna i allvarliga fall. Ett resultat av cytokinstormen är lungskada som kan utvecklas till akut lungskada eller dess allvarligare typ (acute respiratory distress syndrome, ARDS). Studier har visat sambandet mellan covid-19 och de vanligaste kroniska tillstånden som diabetes, hjärt-kärlsjukdomar, sjukdomar i andningsorganen, störningar i immunsystemet etc. Astma och kronisk obstruktiv lungsjukdom (KOL) är bland de sjukdomar i andningsorganen som är mest betonade. Astma är ett kroniskt inflammatoriskt luftvägstillstånd. Det finns betydande bevis som representerar förhållandet mellan astmatiska patienter i befolkningen med virusinfektioner som rhinovirus. Virusinfektioner orsakar övre luftvägsinfektion, som influensa A, rhinovirus och respiratoriskt syncytialvirus (RSV) höjer lokala leukotriennivåer. Leukotriener, som spelar en roll i sammandragningen av bronkialmuskler, är effektiva för att initiera och förstärka många biologiska svar, inklusive mastcellcytokinsekretion, makrofagaktivering och dendritiska cellmognad och migration. Leukotriener (LTC4, LTD4 och LTE4), aktiverade basofiler, eosinofiler, makrofager och produkter av mastceller är typer av lipider konjugerade med peptider. LTD4-receptorer tillhör familjen G-proteinkopplad receptor (GPCR). Montelukast är en selektiv leukotrien (D4) receptorantagonist som är en medlem av kinoliner och den godkändes av FDA som oral tablett 1998. Det är ett licensierat läkemedel som används för allergisk rinit, ansträngningsutlöst bronkospasm och speciellt profylax och kronisk behandling av astma. Som ett resultat av LTD4-blockering minskar NF-kB-vägaktivering och frisättning av proinflammatoriska mediatorer (dvs IL-6,8 och 10, TNF-a och MCP-1). Med tanke på dessa antiinflammatoriska effekter av leukotrienreceptorhämning och möjliga antivirala effekter, kan Montelukast övervägas för den effektiva medicinen mot SARS CoV-2.

Här undersökte utredarna initialt Montelukasts potentiella roll i hanteringen av SARS-CoV-2-infektion med flerskaliga molekylära modelleringsmetoder och dess lovande resultat både i huvudproteas och Spike/ACE2-gränssnittet uppmuntrade utredarna att utföra ytterligare detaljerade in vitro-experiment. Resultaten av FRET-baserade biokemiska analyser, ytplasmonresonans (SPR), pseudovirusneutralisering och virusneutraliseringsexperiment visade effekten av Montelukast på SARS-CoV-2.

Denna studie utformades som en nationell, multicenter, öppen, randomiserad, parallell, trearmad, fas II-studie.