Development of innovative preclinical ready pan-coronavirus antivirals: prepare to look forward (Acronym: DIRECT) - Finanziamento dell’Unione Europea – NextGenerationEU – missione 4, componente 2, investimento 1.1.

Gli effetti devastanti della malattia da COronaVIrus (COVID-19) hanno insegnato al mondo la debolezza e l'impreparazione generale nell'affrontare una nuova pandemia virale. Le epidemie di SARS e MERS hanno infatti dimostrato che il COVID-19 non è la prima malattia da coronavirus zoonotico (CoV) che l'umanità deve affrontare, e probabilmente non sarebbe l'ultima. Durante un'ondata di pandemia di CoV, antivirali efficaci sono fondamentali per rallentare la diffusione dell'infezione, salvare vite umane e guadagnare tempo in attesa dello sviluppo del vaccino specifico per il CoV. Pertanto, sono urgentemente necessari efficaci antivirali pan-CoV che possano essere rapidamente impiegati contro i futuri CoV emergenti. Questa proposta mira a contribuire sia alla terapia COVID-19 sia alla futura preparazione alla pandemia di CoV scoprendo antivirali pan-CoV mirati all'ospite (HTA) da sviluppare fino ai livelli preclinici e pronti per essere efficacemente spostati da un'urgenza CoV alla successiva uno (figura 1). La proteina umana disulphide isomerase A3 (PDIA3 o ERp57), una tiolo ossidoreduttasi cellulare coinvolta nel ripiegamento proteico, può rappresentare un target innovativo per la progettazione di HTA ad ampio spettro. È noto che PDIA3 aiuta il ripiegamento e la maturazione delle glicoproteine ​​virali, svolgendo così un ruolo importante in molte infezioni virali. Il lavoro precedente ha identificato il Nitazoxanide (NTZ), un farmaco antiparassitario approvato dalla FDA dotato di un'attività antivirale ad ampio spettro, come candidato inibitore PDIA3. NTZ agisce come un profarmaco rilasciando in vivo il suo metabolita attivo Tizoxanide (TIZ), dimostrato di inibire potentemente PDIA3. Partendo dalle caratteristiche farmacoforiche di TIZ e utilizzando strategie hit-to-lead supportate da approcci bioisosterici e in silico, abbiamo eseguito un ampio lavoro preparatorio DIRECT per progettare e sintetizzare una libreria di ottanta (80) analoghi di TIZ. La libreria è stata sottoposta a screening rispetto a hCOV-OC43, come CoV umano illustrativo, e al virus respiratorio sinciziale (RSV), un altro virus respiratorio che identifica tre diversi chemiotipi in grado di mostrare attività antivirali con valori di EC50 nell'intervallo del basso microM. Tra questi, l'idrossiindolo D5, ha potentemente inibito la replicazione di hCoV-OC43 (EC50 0,094 M) con un accettabile safety index (SI = 173), un log superiore per entrambi i parametri rispetto a quelli mostrati da NTZ. L'interazione di D5 con il ricombinante PDIA3. La proteina è stata quindi dimostrata sia da un test di spostamento termico che ha mostrato lo spostamento della temperatura di fusione dell'enzima di 0,9 ° C in presenza di D5, sia da studi in silico, suggerendo così che il composto potrebbe adattarsi bene a una tasca di legame di PDIA3 (Fig. 1). Partendo da queste robuste osservazioni preliminari, DIRECT mira a completare il processo hit-to-lead di D5, così come altre molecole rappresentative selezionate all'interno dei chemiotipi proposti, per sviluppare innovativi inibitori PDIA3 che agiscono come lead candidate HTA efficaci contro entrambi SARS-CoV- 2 e hCoV, già ottimizzati per ADME e quindi pronti per essere spostati verso PK/in vivo