Dans une étude récente en Pharmacie, les chercheurs ont examiné divers composés pour leurs propriétés antivirales contre le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2). En outre, in vivo et des études cellulaires ont été adoptées pour étudier plus avant les propriétés antivirales de la forme active de la vitamine D, le calcitriol.
Sommaire
Arrière-plan
La pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) a accéléré la recherche sur le développement d’antiviraux, de vaccins et de thérapies par anticorps monoclonaux. Les vaccins COVID-19 ont efficacement limité la gravité des infections par le SRAS-CoV-2, et les médicaments antiviraux tels que le remdesivir continuent de traiter les patients COVID-19. Malgré cela, l’émergence de nouvelles variantes du SRAS-CoV-2 avec une transmissibilité accrue et des capacités d’évasion immunitaire continue d’être une source de préoccupation.
Par conséquent, il est nécessaire de développer de nouveaux vaccins et antiviraux plus efficaces et d’explorer l’efficacité antivirale des thérapeutiques existantes qui peuvent être réutilisées contre les variantes émergentes du SRAS-CoV-2.
À propos de l’étude
La présente étude a utilisé des cellules épithéliales nasales humaines, des cellules rénales de singe vert africain Vero E6 et des cellules d’hépatome humain pour des études cellulaires. Les cellules épithéliales nasales ont été obtenues par des cultures d’interface air-liquide de cellules progénitrices épithéliales nasales. Ces cellules ont été obtenues auprès d’humains sains subissant une chirurgie plastique des septa.
Des écouvillons nasopharyngés de patients COVID-19 ont été utilisés pour obtenir le SARS-CoV-2 de type sauvage, validé à l’aide de la réaction en chaîne par polymérase de transcription inverse quantitative (qRT-PCR). Une fois obtenu, le SARS-CoV-2 a été propagé dans les cellules Vero E6.
Quatre bibliothèques de composés ont été criblées pour identifier de nouveaux composés dotés de propriétés antivirales potentielles contre le SRAS-CoV-2. Celles-ci comprenaient une bibliothèque de composés ciblée sur l’enzyme de conversion de l’angiotensine-2 (ACE-2) de 462 composés (CADD), une bibliothèque de produits naturels contenant 57 composés, une bibliothèque de flavonoïdes avec 500 composés et une bibliothèque de médicaments contenant 1 172 composés. Ce dernier a été approuvé par la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis (US).
Les composés CADD et les composés de la bibliothèque de produits naturels ont été criblés pour leur efficacité dans le traitement pré-infection, tandis que les flavonoïdes et les médicaments approuvés par la FDA ont été criblés pour l’efficacité du traitement post-infection. La viabilité cellulaire à quatre jours après l’infection basée sur les effets cytopathiques induits par le virus ou la toxicité pour le composé a été utilisée pour évaluer les résultats du dépistage primaire.
Des tests d’inhibition dose-dépendants et des tests de viabilité cellulaire ont également été utilisés pour valider ces résultats. De plus, des lignées primaires de cellules épithéliales nasales humaines ont été utilisées pour valider les résultats du calcitriol, du mésylate d’imatinib et de la citicoline.
Les niveaux d’expression de l’acide ribonucléique messager (ARNm) du récepteur de la vitamine D, de la cathélicidine et de la 24-hydroxylase ont été mesurés dans des cellules non infectées et infectées par le SRAS-CoV-2 à l’aide de qRT-PCR. En outre, les cellules Vero E6 non traitées et les cellules traitées avec du calcitriol ont été soumises à une analyse Western blot et à une électrophorèse sur gel de dodécylsulfate de sodium-polyacrylamide (SDS-PAGE). Cela a été fait pour déterminer les niveaux d’expression de la protéine SARS-CoV-2.
Des modèles murins de kératine 18-enzyme de conversion de l’angiotensine humaine-2 (K18-hACE2) ont été utilisés pour la in vivo tests impliquant un traitement avec différentes concentrations de calcitriol et une infection intranasale ultérieure par le SRAS-CoV-2. Des évaluations du titre viral et des analyses histologiques ont été effectuées quatre jours après l’infection.
Résultats
Les résultats des analyses cellulaires ont indiqué que le calcitriol présentait une forte puissance anti-SRAS-CoV-2 en augmentant l’expression de la cathélicidine, un peptide antimicrobien, par la modulation du récepteur de la vitamine D. Cependant, le in vivo des tests utilisant des souris K18-hACE2 ont montré des changements négligeables dans des paramètres tels que les titres viraux, le taux de survie, le poids, le score histologique et les conditions physiologiques chez les souris traitées avec du calcitriol avant et après l’infection et provoquées par le SRAS-CoV-2.
De plus, l’analyse des niveaux d’expression de l’ARNm du récepteur de la vitamine D dans les cellules infectées par le SRAS-CoV-2 sur la base d’un traitement au calcitriol a révélé que le SRAS-CoV-2 affecte la voie du récepteur de la vitamine D. À son tour, cela signifie qu’il peut provoquer des altérations du métabolisme de la vitamine D. La régulation à la hausse des gènes impliqués dans le contrôle de la réplication virale, tels que la 24-hydroxylase et la cathélicidine, lors de l’ajout exogène de calcitriol, a indiqué que la forme active de la vitamine D a un rôle antiviral.
Cependant, l’incapacité du in vivo les résultats des tests pour étayer les conclusions de la in vitro des tests cellulaires ont suggéré que l’utilisation du calcitriol dans le corps diffère d’une espèce à l’autre. Ainsi, expliquant les différences entre les études dans les modèles de souris versus le Vero E6 et les cellules épithéliales humaines ou que la cathélicidine n’est pas régulée par la vitamine D chez la souris. De plus, la dose de calcitriol administrée aux souris aurait pu être insuffisante pour provoquer des effets antiviraux protecteurs.
De plus, sur la base de la dose administrée aux souris, la dose équivalente humaine serait de cinq microgrammes de calcitriol par kilogramme ou plus, ce qui suggère que le traitement au calcitriol à la dose habituelle pourrait ne présenter aucun effet protecteur antiviral contre le SRAS-CoV-. 2 chez l’homme. Des doses plus élevées de calcitriol pourraient également être nocives pour les patients atteints d’hyperparathyroïdie.
conclusion
Les résultats ont indiqué que des tests cellulaires utilisant Vero E6 et des cellules épithéliales humaines ont montré que le traitement au calcitriol avant l’infection par le SRAS-CoV-2 pouvait présenter des effets protecteurs. Cependant, le in vivo les tests utilisant des modèles de souris n’ont pas corroboré ces résultats. Les auteurs pensent que des études supplémentaires sur la pharmacocinétique du calcitriol sont nécessaires pour déterminer son utilisation prophylactique contre le SRAS-CoV-2.