Ponatinib identificado como un potente inhibidor de la tormenta de citocinas inducida por el SARS-CoV2


Hasta la fecha, han comenzado los esfuerzos de vacunación para detener la enfermedad por coronavirus (COVID-19), causada por el síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2). Junto con las campañas de vacunación, los científicos se apresuran a encontrar fármacos eficaces para combatir la infección.

Investigadores de la División de Biología Humana, Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson en Washington, Estados Unidos, encontraron que el inhibidor de múltiples quinasas Ponatinib, aprobado por la FDA, es un potente inhibidor del dominio N-terminal (DTN) mediado tormenta de citoquinas. Ponatinib es un medicamento oral que se usa para el tratamiento de la leucemia mieloide crónica (LMC).

El medicamento podría usarse en pacientes con COVID-19 gravemente enfermos que luchan con tormentas de citocinas, en las que las citocinas inflamatorias se producen a una tasa mucho más alta de lo habitual. La sobreproducción de citocinas atrae a las otras células inmunitarias para que vayan al sitio de la lesión, causando daño a los órganos.

Estudio: el aprendizaje automático identifica al ponatinib como un potente inhibidor de la tormenta de citocinas inducida por el SARS-CoV2.  Crédito de la imagen: NIAID

Antecedentes del estudio

En la mayoría de los pacientes infectados con SARS-CoV-2, solo experimentan síntomas leves a moderados. Sin embargo, algunas personas pueden experimentar una enfermedad grave, en particular las personas de edad avanzada y las personas con comorbilidades.

En alrededor del 15 al 20 por ciento de los casos, la fase de infección inicial es seguida por un evento más grave en el que los monocitos producen una tormenta de citocinas, liberando rápidamente interleucina 6 (IL-6), interleucina 1 beta (IL-1β), ligando de quimiocina con motivo CXC 10 (CXCL10), ligando 7 de quimiocina (motivo CC) (CCL7) y otras moléculas inflamatorias.

Los pacientes con COVID-19 que tenían muestras que contenían estas moléculas tenían más probabilidades de tener un aumento de la carga viral, lesión pulmonar, pérdida de la función pulmonar y un resultado clínico fatal.

Un fármaco o una combinación de fármacos que reduce la tormenta de citocinas puede ayudar a tratar el COVID-19. Aunque la inducción de la tormenta de citocinas está regulada por la señalización de IL-1, las vías de señalización aguas abajo necesarias aún se desconocen.

Tormenta de ponatinib y citocinas

El estudio, que apareció en el servidor de preimpresión bioRxiv*, demostró que los compuestos de grado clínico o aprobados por la FDA que inhiben la producción de citocinas inflamatorias podrían ayudar a frenar la pandemia.

Los investigadores se propusieron identificar medicamentos disponibles para uso clínico, que pueden ayudar a reducir el tiempo necesario para desarrollar y distribuir tratamientos para resolver la pandemia de COVID-19.

Para llegar a los hallazgos del estudio, el equipo utilizó una línea similar a monocitos inmortalizada espontáneamente, células THP1 (3) y de mamífero (HEK293) que generaron la proteína S1 de la subunidad Spike de longitud completa, que el SARS-CoV-2 necesita para ingresar a las células huésped.

El equipo demostró que la estimulación de 24 horas con la subunidad S1 derivada de células de mamíferos de longitud completa del SARS-CoV-2 proteína de pico condujo a una regulación al alza masiva de IL-1b de una manera dependiente de la dosis.

El equipo también quería saber si la proteína S1 podría mejorar la expresión de citocinas en pacientes con COVID-19. Revelaron que la estimulación de la proteína S1 conduce a un marcado aumento en la expresión de citocinas, incluida la interleucina 8 (IL-8), IL-6, IL-1β, factor de necrosis tumoral (TNF) y quimiocinas, como CXCL10, ligando de quimiocinas. 2 (CCL2) y ligando de quimiocina 7 (CCL7) en monocitos THP1.

La proteína S1 de la subunidad Spike de SARS-Cov-2 provoca un aumento significativo en la expresión y liberación de un panel de citocinas en monocitos THP1 y PBMC humanas.  (A) Un esquema que muestra las principales proteínas del SARS-CoV-2 y la estructura del dominio de la proteína de pico.  (B) Cambios en la expresión de citocinas en macrófagos THP1 (izquierda) y PBMC (derecha) tras el tratamiento con la subunidad S1 de longitud completa a 1 µg / ml durante 24 horas.  (C) Cambios en la expresión de citocinas en macrófagos THP1 tras el tratamiento con diferentes dominios de la subunidad S1 a 1 µg / ml durante 24 h.  (D) Medición de la liberación de citocinas de PBMC de donantes sanos tratadas con PBS o NTD a 1 µg / ml durante 24 h.  (E) Efecto de un anticuerpo anti-RBD sobre cambios estimulados por la subunidad S1 en la expresión de citocinas en PBMC.  La expresión génica se midió mediante qPCR.  La liberación de citocinas en el medio acondicionado se midió con Luminex.  Las subunidades S1 y S1 de longitud completa se purifican a partir de células HEK293.

La proteína S1 de la subunidad Spike de SARS-CoV-2 provoca un aumento significativo en la expresión y liberación de un panel de citocinas en monocitos THP1 y PBMC humanas. (A) Un esquema que muestra las principales proteínas del SARS-CoV-2 y la estructura del dominio de la proteína de pico. (B) Cambios en la expresión de citocinas en macrófagos THP1 (izquierda) y PBMC (derecha) tras el tratamiento con la subunidad S1 de longitud completa a 1 µg / ml durante 24 horas. (C) Cambios en la expresión de citocinas en macrófagos THP1 tras el tratamiento con diferentes dominios de la subunidad S1 a 1 µg / ml durante 24 h. (D) Medición de la liberación de citocinas de PBMC de donantes sanos tratadas con PBS o NTD a 1 µg / ml durante 24 h. (E) Efecto de un anticuerpo anti-RBD sobre cambios estimulados por la subunidad S1 en la expresión de citocinas en PBMC. La expresión génica se midió mediante qPCR. La liberación de citocinas en el medio acondicionado se midió con Luminex. Las subunidades S1 y S1 de longitud completa se purifican a partir de células HEK293.

Se observaron cambios similares en las citocinas en las células mononucleares de sangre periférica (PBMC) de donantes sanos y en los monocitos de ratón sin procesar en respuesta a la proteína S1 de longitud completa. Estos hallazgos revelan que la interacción entre la proteína S1 de la subunidad de Spike y los monocitos es suficiente para estimular los monocitos.

Además, el equipo demostró que el dominio N-terminal (DTN) de la proteína de pico del SARS-CoV-2 y las variantes emergentes, B.1.1.7 y B.1.351, induce significativamente varias moléculas inflamatorias en monocitos y PBMC. Además, identificaron muchas proteína quinasas, como JAK1, EPHA7, IRAK1, MAPK12 y MAP3K8, como mediadores vitales posteriores de la liberación de citocinas inducida por NTD.

El estudio también identificó a Ponatinib como capaz de inhibir eficazmente la tormenta de citocinas mediada por NTD. En general, el equipo propuso que los agentes dirigidos a múltiples quinasas pueden usarse como una opción terapéutica para tratar el COVID-19 de moderado a grave.

“Más específicamente, nuestros resultados sugieren que un fármaco aprobado por la FDA, Ponatinib, podría representar un fuerte candidato para los esfuerzos de reutilización de fármacos destinados a proporcionar un tratamiento alternativo y oportuno para los pacientes con COVID-19 que presentan síntomas importantes que ponen en peligro la vida”, escribió el equipo. en el estudio.

Existe una necesidad urgente de tratamientos efectivos para COVID-19, particularmente para aquellos con enfermedad grave. Hasta la fecha, más de 137 millones de personas se han infectado con SARS-CoV-2 en todo el mundo. De ellos, más de 2,95 millones de personas han muerto.

*Noticia importante

medRxiv publica informes científicos preliminares que no son revisados ​​por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, guiar la práctica clínica / comportamiento relacionado con la salud o tratarse como información establecida.

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