Apariția continuă a variantelor SARS-CoV-2 extrem de transmisibile, patogene și care afectează imunitatea a slăbit eficacitatea agenților antivirali existenți. În plus, amenințarea iminentă a unor pandemii viitoare datorate rezervoarelor coronavirale din lilieci și alte mamifere mici subliniază importanța identificării unor noi produse terapeutice cu activitate pan-coronavirus, potrivit news-medical.
Anterior, cercetătorii studiului actual au analizat 862 de milioane de molecule personalizate împotriva structurii Mpro a SARS-CoV-2, ceea ce a dus la identificarea mai multor schele cu activitate inhibitoare micromolară. AVI-1084, de exemplu, a prezentat o concentrație inhibitoare mediană (IC50) de 29 μM.
Această schelă a fost utilizată ulterior pentru a contracta o bibliotecă de peste 17 000 de analogi care au fost evaluați pentru activitatea lor de legare la Mpro și docare în Mpro. Șapte dintre acești compuși analogi au prezentat activitate Mpro in vitro, dintre care cel mai puternic a fost AVI-3570 cu o IC50 de 1,5 μM. Potența îmbunătățită a acestor compuși a fost atribuită substituțiilor fluoro- și cloro- în inelul tiofenic al AVI-1084 care au crescut interacțiunile lor cu buzunarul Mpro S2.
Cu toate acestea, niciunul dintre cei șapte compuși identificați nu a fost capabil să modifice gruparea piridinonă cheie care ocupă buzunarul S1. Atunci când a fost utilizată o grupare izochinolină pentru a înlocui inelul piridinonic, a fost creat AVI-3318, care s-a dovedit a fi de 50 de ori mai puternic decât AVI-1084.
Cristalografia cu raze X a complexului AVI-3318-MPro a furnizat rezultate similare cu testul de simulare docking și a confirmat toate interacțiunile majore ipotezate între compuși și buzunarele S1 și S2 ale Mpro. Extinderea suplimentară a relației structură-activitate (SAR) a implicat adăugarea diferitelor lanțuri laterale în cele două poziții rămase ale miezului de dihidrouracil, în încercarea de a îmbunătăți în continuare potența compusului.
AVI-4303, care este un analog de benzotriazol C5, a prezentat o potență de zece ori mai mare decât AVI-3318. Comparativ, analogii propargilici N1, inclusiv AVI-4516 și AVI-4773, s-au legat cu succes la site-ul S1 cu o IC50 nanomolară, care este de 100 de ori mai puternică decât molecula des-propargilică AVI-4375, care a avut o IC50 de 7,4 μM.
Activitate împotriva SARS-CoV-2
Studiile in vivo pe șoareci au demonstrat o activitate antivirală puternică a AVI-4516 împotriva variantei de interes (VOC) SARS-CoV-2 Beta. AVI-4692 și AVI-4694 au prezentat, de asemenea, o activitate puternică împotriva coronavirusurilor comune ale răcelii umane, cum ar fi α-HCoV 229E și β-HCoV OC43, precum și a sindromului respirator din Orientul Mijlociu (MERS)-CoV, SARS-CoV și variantele SARS-CoV-2 Beta, Delta și BA.2.
Majoritatea analogilor și-au pierdut activitatea împotriva mutanților rezistenți la nirmatrelvir; totuși, AVI-4516 a rămas foarte puternic împotriva variantei SARS-CoV-2 E166Q. AVI-4516 și AVI-4773 au păstrat o putere similară cu nirmaltrevir, în timp ce AVI-4692 și AVI-4694 au fost mai puternice decât nirmatrelvir atunci când au fost testate împotriva unui mutant triplu care conține cele mai frecvente mutații asociate cu rezistența la medicamente.
AVI-4773 a redus titrurile virale la niveluri nedetectabile după trei doze, ceea ce reprezintă o reducere de trei loguri a încărcăturii virale în comparație cu tratamentul cu ensitrelvir.
Mecanismul de acțiune
Activitatea inhibitoare a AVI-4773 și a altor compuși din această serie se datorează probabil lanțului lateral N-propargil neactivat. În ciuda faptului că este un electriofil slab, localizarea N a alchinei terminale a acestui lanț lateral ajută la stabilizarea compusului pentru a facilita reacția sa cu Mpro Cys145. Capetele alchinice provoacă o inhibiție puternică și permanentă, care este comparabilă cu inhibiția reversibilă produsă de legarea necovalentă a capetelor nitrilice în nirmatrelvir.
