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Nature Communications volume 14, número do artigo: 5191 (2023) Citar este artigo

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Muitas das vacinas e terapêuticas contra a COVID-19 atualmente disponíveis não são eficazes contra variantes recentemente surgidas do SARS-CoV-2. Aqui, desenvolvemos o domínio metaloenzimático da enzima conversora de angiotensina 2 (ACE2) – o receptor celular do SARS-CoV-2 – em uma molécula inalável semelhante a IgM (HH-120). O HH-120 liga-se à proteína Spike (S) do SARS-CoV-2 com alta avidez e confere atividade de neutralização potente e de amplo espectro contra todas as variantes preocupantes conhecidas do SARS-CoV-2. O HH-120 foi desenvolvido como uma formulação inalada que atinge propriedades aerodinâmicas apropriadas para administração no sistema respiratório de roedores e macacos, e descobrimos que a administração precoce de HH-120 por inalação de aerossol reduziu significativamente as cargas virais e os escores de patologia pulmonar em hamsters sírios dourados machos infectados por a cepa ancestral SARS-CoV-2 (GDPCC-nCoV27) e a variante Delta. Nosso estudo apresenta um avanço significativo na administração por inalação de grandes produtos biológicos como o HH-120 (peso molecular (MW) ~ 1000 kDa) e demonstra que o HH-120 pode servir como um agente eficaz, seguro e conveniente contra SARS-CoV-2 variantes. Finalmente, dado o papel conhecido da ACE2 na recepção viral, é concebível que o HH-120 tenha potencial para ser eficaz contra outros coronavírus emergentes.

A vasta escala da doença por coronavírus 2019 (COVID-19) causada pela síndrome respiratória aguda grave coronavírus-2 (SARS-CoV-2) e a eficácia de proteção abaixo do ideal para a infecção viral após a vacinação forneceram um terreno fértil para o surgimento de variantes com vantagens adaptativas, incluindo maior transmissibilidade e capacidade de escapar de anticorpos neutralizantes direcionados ao domínio de ligação ao receptor (RBD) do SARS-CoV-21. As variantes Omicron atualmente predominantes abrigam mais de trinta mutações na proteína S2,3 e são marcadamente resistentes à neutralização pelo soro de pacientes convalescentes ou indivíduos vacinados2,3,4. Estas variantes também escapam à maioria dos anticorpos neutralizantes do SARS-CoV-2 de diversos epítopos2,3,4. Notavelmente, três regimes de anticorpos (Bamlanivimab mais Etesevimab, Casirivimab mais Imdevimab e Sotrovimab) que receberam Autorização de Uso de Emergência (EUA) pela FDA para o tratamento de COVID-19 leve a moderada em 2021 foram agora limitados em uso para o tratamento de infecções causadas por variantes sensíveis do SARS-CoV-2 (ou seja, não pela variante Omicron)5. Dois antivirais orais de moléculas pequenas (Molnupiravir e Paxlovid) concedidos pela FDA em dezembro de 2021 mostraram benefício clínico em pacientes hospitalizados e infectados pela variante Omicron que não necessitavam de oxigenoterapia na admissão6. No entanto, cada um tem as suas próprias limitações: o molnupiravir apresenta um potencial risco mutagénico no hospedeiro e pode potencialmente aumentar as frequências de mutação do SARS-CoV-27,8. Paxlovid (Nirmatrelvir potenciado com ritonavir) é contra-indicado com medicamentos para interações medicamentosas devido ao efeito de indução do CYP3A do Ritonavir, limitando seu uso generalizado9. Além disso, um estudo recente relatou que o efeito do Paxlovid em pacientes com menos de 65 anos é limitado10.

Juntamente com a mutação do vírus e a construção da imunidade da população, os principais sintomas da COVID-19 também estão a evoluir, desde a síndrome respiratória aguda grave causada pelas estirpes ancestrais através da variante Delta até à mais recente síndrome respiratória superior ligeira a moderada. sintomas respiratórios causados pela variante Omicron11,12. No entanto, o sistema respiratório continua a ser o principal alvo do vírus. Embora o SARS-CoV-2 também possa infectar outros órgãos, isso normalmente ocorre apenas em casos relativamente graves ou em estágio avançado da COVID-1913. Assim, os agentes anti-COVID-19 que conferem o seu benefício diretamente no trato respiratório superior e nos pulmões, idealmente através de inalação, poderiam permitir uma eficácia clínica superior em relação à via de administração sistémica (por exemplo, administração intravenosa) geralmente utilizada para a administração de anticorpos monoclonais ou outros. grandes produtos biológicos, que são transportados de forma bastante ineficiente da circulação para os pulmões (a concentração nos pulmões é 500–10.000 vezes menor do que na circulação14).

1 × 10−12 M) and confers ~88–265 fold higher neutralization activity than a human IgG1 Fc-tagged bi-valent ACE2 (hACE2-hIgG1) against ancestral strain (IVDC-QD-11-2P2) infection of Vero cells, with an IC50 (half maximal inhibitory concentrations) of 20–60 ng/mL (IC90 of 180–540 ng/mL). HH-120 confers broad-spectrum and potent neutralization activity against all tested (more than 30) pseudotyped SARS-CoV-2 variants, including the Omicron variants. Importantly, HH-120 can be formulated as an aerosol inhalation for direct pulmonary delivery, thus allowing rapid action, high local concentration in respiratory tract (especially in lungs), and minimal adverse systemic effects. In golden Syrian hamster infection models with the ancestral strain (GDPCC-nCoV27) and Delta variant SARS-CoV-2 virus, inhalation of aerosolized HH-120 for early treatment resulted in potent antiviral effects, reducing lung pathology scores and leading to ~3 log reductions in viral loads (assessed as genomic RNA (gRNA), subgenomic RNA (sgRNA), and infectious viral titers). Preclinical toxicological studies in rats and cynomolgus monkeys demonstrate that HH-120 can be safely inhaled, supporting further clinical development of HH-120 into a safe, convenient, and efficacious agent fighting against variants of SARS-CoV-2 that cause COVID-19, and potential threats caused by additional ACE2-utilizing coronaviruses that may emerge in the future./p>

96% as determined by size exclusion high performance liquid chromatography (SEC-HPLC) analysis and size-exclusion chromatography coupled with multi-angle light scattering (SEC-MALS). The purified HH-120 showed as one major band with an apparent MW of around 150 kDa on reducing SDS-PAGE (Fig. 1b). Native-PAGE revealed three adjacent bands with an apparent MW of around 1000 kDa, likely representing hexamers, pentamers, and tetramers, respectively, collectively referred to as “Oligomer”; Native-PAGE also revealed two bands with sizes corresponding to theoretical MW of trimers and dimers, probably formed owing to the heating procedure caused oligomeric disassembly (Fig. 1b). The purity of HH-120 oligomer ranged from 96.2% to 99.5% with different batches when analyzed using SEC-HPLC. One batch showed a 97.39% purity represented by a main peak in SEC-HPLC; the impurities were <3% and included two small peaks for high molecular weight proteins (HMWPs) and a small peak for low molecular weight proteins (LMWPs) (Fig. 1c)./p>90% neutralization of viral infection at a fourfold dilution (Fig. 4g). These results are consistent with the prediction based on in vitro IC90 values and PK results in rats and hamsters, further support that aerosolized HH-120 can be effectively deposited and exert neutralizing activity in the lungs of hamsters. Choosing a treatment regime of 15 min inhalation of HH-120 (nebulized from 5 mg/mL HH-120 solution) at a dosing frequency of twice daily (BID, every 12 h) should be suitable for in vivo efficacy studies./p>

5 indicates a large number of cells infiltrated into the alveolar cavity; the alveolar cavity disappeared; the septum fused, and a transparent membrane was formed on the alveolar wall. Five fields of each section were randomly chosen for evaluation of histopathological changes according to the scoring system above. Histopathological changes of the lung from every hamster were graded based on thickening or consolidation of pulmonary septum, bleeding of pulmonary septum, infiltration of inflammatory cells, vascular thrombosis and distribution area of dust cells. The total score of each index is the final score of histopathological changes for each hamster./p>