Se descubrió que ACE-2 es eficaz contra el SARS-CoV-2

En un estudio reciente publicado en bioRxiv* Servidor de preimpresión, los investigadores investigaron los enlaces alostéricos de la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2) que inhiben significativamente la replicación del síndrome respiratorio agudo severo viral 2 (SARS-CoV-2) sin interrumpir la función ACE2.

Las vacunas han sido eficaces para reducir la carga de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19) al aumentar la inmunidad serológica del huésped. Sin embargo, se necesitan otras estrategias que se dirijan a los mecanismos moleculares de patogenicidad del SARS-CoV-2 y bloqueen la entrada y replicación del virus intracelular.

Una de esas clases de terapias contra el COVID-19 son los ligandos alostéricos moleculares pequeños que se dirigen al pico viral (S) asociado con las proteínas del huésped, como ACE2, para prevenir la replicación y transmisión viral sin afectar la función normal de ACE2 para controlar la infección aguda por SARS-CoV-2. .

sobre estudiar

En este estudio, los investigadores informan sobre un enfoque híbrido que incluye modelos computacionales y detección de alto rendimiento para descubrir ligandos ACE2 alogénicos que inhiben la replicación viral sin interrumpir las funciones renal, pulmonar, inmunitaria y cardiovascular.

El equipo utilizó electroforesis térmica microscópica (MST) para medir la unión de ACE-2 a compuestos moleculares pequeños. Para MST, se usó proteína ACE2 recombinante con una sonda de péptido específica de etiqueta de polihistidina.

Se realizaron ensayos enzimáticos con diluciones de cinco puntos y series de diluciones de 11 puntos para determinar si la escisión en la variante peptídica marcada con ACE2 fue escindida por estas pequeñas moléculas alostéricas de ACE2. Luego, los compuestos se introdujeron en modelos desarrollados por la Universidad del Norte de California (UNC) y el Centro Nacional para el Avance de la Ciencia Traslacional (NCATS).

Los compuestos filtrados por estos modelos se utilizaron luego para la validación experimental. Los ligandos alostéricos identificados en los experimentos de validación se sometieron a un ensayo Fluc de SARS-CoV-2 en vivo que evaluó la inhibición de la replicación del SARS-CoV-2 con pantallas antiinterferentes para el ensayo de luciferasa y evaluaciones de citotoxicidad. Se usaron pantallas de contador para eliminar los artefactos del ensayo. MLN-4760, un inhibidor conocido de ACE2 con inhibición de ACE2 con un IC de 1,5 μM y una afinidad de unión de 702 nM, se seleccionó como control positivo en este estudio.

Consecuencias

Con la ayuda de MST y ensayos enzimáticos, se identificaron 3426 compuestos y se sometieron a modelos cuantitativos de relación estructura-actividad (QSAR). Cuando se aplicó el modelo QSAR, se filtraron 512 hits hipotéticos, de los cuales 68 compuestos (13%) mostraron unión alostérica a ACE2 en validación experimental. Luego, estos compuestos se sometieron a un ensayo SARS-CoV-2 Fluc en vivo, como resultado de lo cual solo se identificaron cinco compuestos como fuertes aglutinantes alostéricos de ACE2 que no interrumpen la función de ACE2. La eficacia de estos compuestos fue superior al 70 % y los valores de IC50 oscilaron entre 14 y 25 μM. Entre estos compuestos, solo el compuesto 1 mostró un efecto citotóxico con IC = 24,8 y los compuestos 3 y 5 tuvieron una actividad inhibidora de luciferasa moderada. Los compuestos restantes estaban inactivos en las pantallas de los contadores y podrían considerarse verdaderos inhibidores del SARS-CoV-2.

La estrategia de filtrado de nuevos compuestos prosiguió prediciendo primero cada compuesto en el conjunto de selección utilizando un modelo de lectura cruzada de descriptores múltiples (MuDRA) y un modelo de mejora de gradiente que predijo 20 y 1015 actividades, respectivamente. Además, se utilizó el modelo de dependencia singular (SB) para identificar las nominaciones de mayor prioridad, con seis compuestos del modelo MuDRA y los 20 compuestos seleccionados para el modelo de mejora de gradiente para la siguiente ronda de nominaciones.

Además, el modelo farmacéutico basado en ligandos (LBP) identificó 110 compuestos activos. Después de la selección virtual, se seleccionaron 58 y 140 compuestos de SB y LBP, respectivamente, para la validación experimental en función de las puntuaciones de idoneidad farmacéutica y la clasificación de Tanimoto basada en huellas dactilares de Morgan. Se evaluaron compuestos con puntajes de predicción altos, indicativos de su alta actividad, y que fueron filtrados por al menos dos de los cuatro modelos para inhibir la actividad de replicación viral.

En general, cinco compuestos con coeficientes de disociación (K_Dr) menos de 10 μM con propiedades significativas de inhibición de la replicación y unión a ACE2 que no dañaron la función ACE2 del huésped. Los cuatro modelos tienen valores de área bajo la curva característica operativa (AUC) del receptor que son iguales o superiores al 65 % tanto en los conjuntos de datos de prueba como de entrenamiento.

En resumen, los ligandos de molécula pequeña de ACE2 alogénicos se detectaron mediante un enfoque híbrido de modelos computacionales y detección de alto rendimiento de manera efectiva con ACE2, inhiben la entrada del SARS-CoV-2 en las células huésped y la replicación viral sin afectar las funciones normales de ACE2. Por lo tanto, pueden usarse como posibles agentes terapéuticos contra la infección aguda por SARS-CoV-2. Sin embargo, se necesita más investigación para determinar el mecanismo de unión alostérica de estos compuestos moleculares pequeños.

*Nota IMPORTANTE

bioRxiv publica informes científicos preliminares que no están sujetos a revisión por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, guiar la práctica clínica/comportamiento relacionado con la salud ni tratarse como información establecida.