Вопросы вирусологии. 2021; 66: 123-128
Активность человеческого рекомбинантного интерферона альфа-2b in vitro в отношении вируса SARS-CoV-2
https://doi.org/10.36233/0507-4088-13Аннотация
Введение. Пандемическое распространение новой коронавирусной инфекции COVID-19 вызвало чрезвычайную ситуацию мирового масштаба и привлекло к себе внимание специалистов здравоохранения и населения всех стран. Значительный рост числа новых случаев инфицирования её возбудителем – вирусом SARS-CoV-2 демонстрирует актуальность поиска лекарственных средств, эффективных в отношении данного патогена. Целью настоящей работы являлась оценка противовирусной активности человеческого рекомбинантного интерферона альфа-2b (ИФН-α2b) в отношении SARS-CoV-2 in vitro.
Материал и методы. Эксперименты выполняли на постоянной культуре клеток почки африканской зелёной мартышки (Chlorocebus sabaeus) Vero Cl008. Эффективность препаратов оценивали по подавлению репродукции вируса in vitro. Биологическую активность определяли по формированию негативных колоний титрованием вируссодержащей суспензии в культуре Vero Cl008.
Результаты. Изучена активность лекарственных препаратов на основе ИФН-α2b с высоким профилем безопасности и доказанной эффективностью при профилактике и лечении гриппа и острых респираторных вирусных инфекций (ОРВИ) относительно нового пандемического вируса SARS-CoV-2 в культуре Vero C1008. ИФН-α2b эффективно подавлял репродукцию инфекционного агента при внесении в культуру как за 24 ч до инфицирования, так и через 2 ч после него. В диапазоне концентраций 102–106 МЕ/мл отмечалось полное подавление репродукции SARS-CoV-2.
Обсуждение. ИФН-α2b продемонстрировал in vitro высокую противовирусную активность в отношении нового коронавируса. Кроме того, вещество обладает высоким химиотерапевтическим индексом (>1000).
Заключение. Лекарственные препараты на основе ИФН-α2b для интраназального применения обладают высокой противовирусной активностью и перспективны для изучения in vivo в плане профилактики и лечения COVID-19.
Список литературы
1. Никифоров В.В., Суранова Т.Г., Чернобровкина Т.Я., Янковская Я.Д., Бурова С.В. Новая коронавирусная инфекция (COVID-19): клинико-эпидемиологические аспекты. Архивъ внутренней медицины. 2020; 10(2): 87–93. https://doi.org/10.20514/2226-6704-2020-10-2-87-93.
2. Li G., De Clercq E. Therapeutic options for the 2019 novel coronavirus (2019-nCoV). Nat. Rev. Drug Discov. 2020; 19(3): 149–50. https://doi.org/10.1038/d41573-020-00016-0.
3. Lythgoe M.P., Rhodes C.J., Ghataorhe P., Attard M., Wharton J., et al. Why drugs fail in clinical trials in pulmonary arterial hypertension, and strategies to succeed in the future. Pharmacol. Ther. 2016; 164: 195–203. https://doi.org/10.1016/j.pharmthera.2016.04.012.
4. Lythgoe M.P., Middleton P. Ongoing clinical trials for the management of the COVID-19 pandemic. Trends Pharmacol. Sci. 2020; 41(6): 363–82. https://doi.org/10.1016/j.tips.2020.03.006.
5. Сологуб Т.В., Цветков В.В. Кагоцел в терапии гриппа и острых респираторных вирусных инфекций: анализ и систематизация данных по результатам доклинических и клинических исследований. Терапевтический архив. 2017; 89(8): 113–9. https://doi.org/10.17116/terarkh2017898113-119.
6. Ершов Ф.И., Наровлянский А.Н. Теоретические и прикладные аспекты системы интерферонов: к 60-летию открытия интерферонов. Вопросы вирусологии. 2018; 63(1): 10–8. https://doi.org/10.18821/0507-4088-2018-63-1-10-18.
7. Sallard E., Lescure F.X., Yazdanpanah Y., Mentre F., Peiffer-Smadja N. Type 1 interferons as a potential treatment against COVID-19. Antiviral Res. 2020; 178: 104791. https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2020.104791.
8. Kopecky-Bromberg S.A., Martinez-Sobrido L., Frieman M., Baric R.A., Palese P. Severe acute respiratory syndrome coronavirus open reading frame (ORF) 3b, ORF 6, and nucleocapsid proteins function as interferon antagonists. J. Virol. 2007; 81(2): 548–57. https://doi.org/10.1128/jvi.01782-06.
9. Lokugamage K.G., Schindewolf C., Menachery V.D. SARSCoV-2 sensitive to type I interferon pretreatment. bioRxiv. 2020; 03.07.982264. Preprint. https://doi.org/10.1101/2020.03.07.982264 (accessed March 20, 2021).
10. Channappanavar R., Fehr A.R., Zheng J., Wohlford-Lenane C., Abrahante J.E., Mack M., et al. IFN-I response timing relative to virus replication determines MERS coronavirus infection outcomes. J. Clin. Invest. 2019; 129(9): 3625–39. https://doi.org/10.1172/jci126363.
11. Siddiqi H.K., Mehra M.R. COVID-19 illness in native and immunosuppressed states: a clinical-therapeutic staging proposal. J. Heart Lung Transplant. 2020; 39(5): 405–7. https://doi.org/10.1016/j.healun.2020.03.012.
12. Zhou F., Yu T., Du R., Fan G., Liu Y., Liu Z., et al. Clinical course and risk factors for mortality of adult inpatients with COVID-19 in Wuhan, China: a retrospective cohort study. Lancet. 2020; 395(10229): 1054–62. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30566-3.
13. Zhang W., Zhao Y., Zhang F., Wang Q., Li T., Liu Z., et al. The use of anti-inflammatory drugs in the treatment of people with severe coronavirus disease 2019 (COVID-19): the perspectives of clinical immunologists from China. Clin. Immunol. 2020; 214: 108393. https://doi.org/10.1016/j.clim.2020.108393.
14. Al-Tawfiq J.A., Momattin H., Dib J., Memish Z.A. Ribavirin and interferon therapy in patients infected with the Middle East respiratory syndrome coronavirus: an observational study. Int. J. Infect. Dis. 2014; 20: 42–6. https://doi.org/10.1016/j.ijid.2013.12.003.
15. Shalhoub S., Farahat F., Al-Jiffri A., Simhairi R., Shamma O., Siddiqi N., et al. IFN-α2a or IFN-β1a in combination with ribavirin to treat Middle East respiratory syndrome coronavirus pneumonia: a retrospective study. J. Antimicrob. Chemother. 2015; 70(7): 2129–32. https://doi.org/10.1093/jac/dkv085.
16. Сыромятникова С.И., Писцов М.Н., Борисевич С.В., Хамитов Р.А., Марков В.И., Максимов В.А. Состав агарового покрытия для титрования методом негативных колоний коронавируса – возбудителя тяжёлого острого респираторного синдрома. Патент РФ № 2325436; 2008. Приоритет изобретения от 27 ноября 2005 г.
17. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. Москва: Минздрав РФ; 2013.
18. Лагуткин Н.А., Митин Н.И., Старовойтова В.А. Методические подходы к поиску антивирусных препаратов, их испытание и оценка. В кн.: Ложа В.П., Индулен М.К., Калныня В.А., Канель Н.А., ред. Вирусные ингибиторы и механизм их действия. Рига: Зинатне; 1977.
19. Чижов Н.П., Ершов Ф.И., Индулен М.К. Основы экспериментальной химиотерапии вирусных инфекций. Рига: Зинатне; 1988.
20. Shen K.L., Yang Y.H. Diagnosis and treatment of 2019 novel coronavirus infection in children: a pressing issue. World J. Pediatr. 2020; 16(3): 219–21. https://doi.org/10.1007/s12519-020-00344-6.
Problems of Virology. 2021; 66: 123-128
In vitro activity of human recombinant alpha-2b interferon against SARS-CoV-2 virus
https://doi.org/10.36233/0507-4088-13Abstract
Introduction. The pandemic spread of a new coronavirus infection, COVID-19, has caused a global emergency and attracted the attention of public health professionals and the population of all countries. A significant increase in the number of new cases of SARS-CoV-2 infection demonstrates the urgency of finding drugs effective against this pathogen.
The aim of this work was to evaluate the in vitro antiviral efficacy of human recombinant alpha-2b interferon (IFN-α2b) against SARS-CoV-2 virus.
Material and methods. The experiments had been carried out on Vero Cl008, the continuous line of African green monkey (Chlorocebus sabaeus) kidney cells. The effectiveness of the drugs was assessed by the suppression of viral reproduction in vitro. The biological activity was determined using titration of a virus-containing suspension in a Vero Cl008 cell culture by the formation of negative colonies.
Results. The antiviral efficacy of the IFN-α2b-based medications, which have a high safety profile and proven efficacy in the prevention and treatment of influenza and acute respiratory viral infections (ARVI), has been studied against the new pandemic SARS-CoV-2 virus in vitro experiments in Vero C1008 cell culture. IFN-α2b effectively inhibits the reproduction of the virus when applied both 24 hrs before and 2 hrs after infection. In the IFN-α2b concentration range 102–106 IU/ml a complete suppression of the reproduction of the SARS-CoV-2 virus had been demonstrated.
Discussion. IFN-α2b demonstrated in vitro high antiviral activity against SARS-CoV-2. In addition, the substance has a high chemotherapeutic index (>1000).
Conclusion. Medications for intranasal use based on IFN-α2b have high antiviral activity and are promising drugs for in vivo study in terms of prevention and treatment of COVID-19.
References
1. Nikiforov V.V., Suranova T.G., Chernobrovkina T.Ya., Yankovskaya Ya.D., Burova S.V. Novaya koronavirusnaya infektsiya (COVID-19): kliniko-epidemiologicheskie aspekty. Arkhiv\" vnutrennei meditsiny. 2020; 10(2): 87–93. https://doi.org/10.20514/2226-6704-2020-10-2-87-93.
2. Li G., De Clercq E. Therapeutic options for the 2019 novel coronavirus (2019-nCoV). Nat. Rev. Drug Discov. 2020; 19(3): 149–50. https://doi.org/10.1038/d41573-020-00016-0.
3. Lythgoe M.P., Rhodes C.J., Ghataorhe P., Attard M., Wharton J., et al. Why drugs fail in clinical trials in pulmonary arterial hypertension, and strategies to succeed in the future. Pharmacol. Ther. 2016; 164: 195–203. https://doi.org/10.1016/j.pharmthera.2016.04.012.
4. Lythgoe M.P., Middleton P. Ongoing clinical trials for the management of the COVID-19 pandemic. Trends Pharmacol. Sci. 2020; 41(6): 363–82. https://doi.org/10.1016/j.tips.2020.03.006.
5. Sologub T.V., Tsvetkov V.V. Kagotsel v terapii grippa i ostrykh respiratornykh virusnykh infektsii: analiz i sistematizatsiya dannykh po rezul'tatam doklinicheskikh i klinicheskikh issledovanii. Terapevticheskii arkhiv. 2017; 89(8): 113–9. https://doi.org/10.17116/terarkh2017898113-119.
6. Ershov F.I., Narovlyanskii A.N. Teoreticheskie i prikladnye aspekty sistemy interferonov: k 60-letiyu otkrytiya interferonov. Voprosy virusologii. 2018; 63(1): 10–8. https://doi.org/10.18821/0507-4088-2018-63-1-10-18.
7. Sallard E., Lescure F.X., Yazdanpanah Y., Mentre F., Peiffer-Smadja N. Type 1 interferons as a potential treatment against COVID-19. Antiviral Res. 2020; 178: 104791. https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2020.104791.
8. Kopecky-Bromberg S.A., Martinez-Sobrido L., Frieman M., Baric R.A., Palese P. Severe acute respiratory syndrome coronavirus open reading frame (ORF) 3b, ORF 6, and nucleocapsid proteins function as interferon antagonists. J. Virol. 2007; 81(2): 548–57. https://doi.org/10.1128/jvi.01782-06.
9. Lokugamage K.G., Schindewolf C., Menachery V.D. SARSCoV-2 sensitive to type I interferon pretreatment. bioRxiv. 2020; 03.07.982264. Preprint. https://doi.org/10.1101/2020.03.07.982264 (accessed March 20, 2021).
10. Channappanavar R., Fehr A.R., Zheng J., Wohlford-Lenane C., Abrahante J.E., Mack M., et al. IFN-I response timing relative to virus replication determines MERS coronavirus infection outcomes. J. Clin. Invest. 2019; 129(9): 3625–39. https://doi.org/10.1172/jci126363.
11. Siddiqi H.K., Mehra M.R. COVID-19 illness in native and immunosuppressed states: a clinical-therapeutic staging proposal. J. Heart Lung Transplant. 2020; 39(5): 405–7. https://doi.org/10.1016/j.healun.2020.03.012.
12. Zhou F., Yu T., Du R., Fan G., Liu Y., Liu Z., et al. Clinical course and risk factors for mortality of adult inpatients with COVID-19 in Wuhan, China: a retrospective cohort study. Lancet. 2020; 395(10229): 1054–62. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30566-3.
13. Zhang W., Zhao Y., Zhang F., Wang Q., Li T., Liu Z., et al. The use of anti-inflammatory drugs in the treatment of people with severe coronavirus disease 2019 (COVID-19): the perspectives of clinical immunologists from China. Clin. Immunol. 2020; 214: 108393. https://doi.org/10.1016/j.clim.2020.108393.
14. Al-Tawfiq J.A., Momattin H., Dib J., Memish Z.A. Ribavirin and interferon therapy in patients infected with the Middle East respiratory syndrome coronavirus: an observational study. Int. J. Infect. Dis. 2014; 20: 42–6. https://doi.org/10.1016/j.ijid.2013.12.003.
15. Shalhoub S., Farahat F., Al-Jiffri A., Simhairi R., Shamma O., Siddiqi N., et al. IFN-α2a or IFN-β1a in combination with ribavirin to treat Middle East respiratory syndrome coronavirus pneumonia: a retrospective study. J. Antimicrob. Chemother. 2015; 70(7): 2129–32. https://doi.org/10.1093/jac/dkv085.
16. Syromyatnikova S.I., Pistsov M.N., Borisevich S.V., Khamitov R.A., Markov V.I., Maksimov V.A. Sostav agarovogo pokrytiya dlya titrovaniya metodom negativnykh kolonii koronavirusa – vozbuditelya tyazhelogo ostrogo respiratornogo sindroma. Patent RF № 2325436; 2008. Prioritet izobreteniya ot 27 noyabrya 2005 g.
17. Rukovodstvo po eksperimental'nomu (doklinicheskomu) izucheniyu novykh farmakologicheskikh veshchestv. Moskva: Minzdrav RF; 2013.
18. Lagutkin N.A., Mitin N.I., Starovoitova V.A. Metodicheskie podkhody k poisku antivirusnykh preparatov, ikh ispytanie i otsenka. V kn.: Lozha V.P., Indulen M.K., Kalnynya V.A., Kanel' N.A., red. Virusnye ingibitory i mekhanizm ikh deistviya. Riga: Zinatne; 1977.
19. Chizhov N.P., Ershov F.I., Indulen M.K. Osnovy eksperimental'noi khimioterapii virusnykh infektsii. Riga: Zinatne; 1988.
20. Shen K.L., Yang Y.H. Diagnosis and treatment of 2019 novel coronavirus infection in children: a pressing issue. World J. Pediatr. 2020; 16(3): 219–21. https://doi.org/10.1007/s12519-020-00344-6.
