El fármaco ivermectina aprobado por la FDA inhibe la replicación de SARS-CoV-2 in vitro

1 . Introducción

Ivermectin es un agente antiparasitario de amplio espectro aprobado por la FDA  que en los últimos años, junto con otros grupos, hemos demostrado tener actividad antiviral contra una amplia gama de virus in vitro . Originalmente identificado como un inhibidor de la interacción entre la proteína integrasa (IN) del virus de inmunodeficiencia humana 1 (VIH-1) y el heterodímero α / β1 de importina (IMP) responsable de la importación nuclear de IN, Ivermectin tiene desde entonces se confirmó que inhibe la importación nuclear de IN y la replicación del VIH-1. Se han informado otras acciones de ivermectina, pero se ha demostrado que la ivermectina inhibe la importación nuclear del huésped y proteínas virales, incluyendo el virus simio SV40 antígeno tumoral grande (T-ag) y el virus del dengue (DENV) proteína no estructural 5. Es importante destacar que se ha demostrado que limita la infección por virus de ARN como DENV 1-4, Virus del Nilo Occidental, virus de la encefalitis equina venezolana (VEEV) e influenza, se cree que esta actividad de amplio espectro se debe a la dependencia de muchos virus de ARN diferentes en IMPα / β1 durante la infección. Se ha demostrado que la ivermectina es eficaz contra el virus de la seudorrabia del virus del ADN (PRV) tanto in vitro como in vivo , y el tratamiento con ivermectina aumenta la supervivencia en ratones infectados con PRV. No se observó eficacia para la ivermectina contra el virus del Zika (ZIKV) en ratones, pero los autores reconocieron que las limitaciones del estudio justificaron la reevaluación de la actividad anti-ZIKV de la ivermectina. Finalmente, la ivermectina fue el foco de un ensayo clínico de fase III en Tailandia en 2014-2017, contra la infección por DENV, en el que se observó que una dosis oral diaria única era segura y resultó en una reducción significativa en los niveles séricos de proteína NS1 viral, pero No se observaron cambios en la viremia o el beneficio clínico.

El agente causante de la pandemia actual de COVID-19, el SARS-CoV-2, es un virus de ARN de sentido positivo monocatenario que está estrechamente relacionado con el coronavirus del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV). Los estudios sobre las proteínas SARS-CoV han revelado un papel potencial para IMPα / β1 durante la infección en el cierre nucleocitoplasmático dependiente de la señal de la proteína nucleocápside SARS-CoV, que puede afectar la división celular del huésped. Además, se ha demostrado que la proteína accesoria del SARS-CoV ORF6 antagoniza la actividad antiviral del factor de transcripción STAT1 al secuestrar IMPα / β1 en la membrana rugosa de ER / Golgi. Tomados en conjunto, estos informes sugieren que la actividad inhibidora del transporte nuclear de ivermectina puede ser efectiva contra el SARS-CoV-2.

Para probar la actividad antiviral de la ivermectina hacia el SARS-CoV-2, infectamos las células Vero / hSLAM con el aislado SARS-CoV-2 Australia / VIC01 / 2020 a un MOI de 0.1 durante 2 h, seguido de la adición de 5 μM de ivermectina. El sobrenadante y los sedimentos celulares se recogieron en los días 0-3 y se analizaron por RT-PCR para la replicación del ARN del SARS-CoV-2 ( Fig. 1A / B). A las 24 h, hubo una reducción del 93% en el ARN viral presente en el sobrenadante (indicativo de viriones liberados) de muestras tratadas con ivermectina en comparación con el vehículo DMSO. Del mismo modo, se observó una reducción del 99,8% en el ARN viral asociado a células (indicativo de viriones no liberados y no empaquetados) con el tratamiento con ivermectina. A las 48 h, este efecto aumentó a una reducción de ~ 5000 veces del ARN viral en las muestras tratadas con ivermectina en comparación con las muestras de control, lo que indica que el tratamiento con ivermectina resultó en la pérdida efectiva de esencialmente todo el material viral en 48 h. De acuerdo con esta idea, no se observó ninguna reducción adicional en el ARN viral a las 72 h. Como hemos observado anteriormente, no se observó toxicidad de la ivermectina en ninguno de los puntos de tiempo probados, ni en los pocillos de muestra ni en muestras de fármaco analizadas en paralelo.

 

Fig.1 . La ivermectina es un potente inhibidor del aislado clínico de SARS-CoV-2 Australia / VIC01 / 2020. Las células Vero / hSLAM se infectaron con el aislado clínico de SARS-CoV-2 Australia / VIC01 / 2020 (MOI = 0.1) durante 2 h antes de la adición del vehículo (DMSO) o Ivermectina a las concentraciones indicadas. Se tomaron muestras a los 0-3 días después de la infección para cuantificar la carga viral mediante PCR en tiempo real del virus ( A ) o sobrenadante ( B ) asociado a las células . IC ₅₀ valores se determinaron en experimentos posteriores a las 48 h después de la infección usando las concentraciones indicadas de ivermectina (tratadas a las 2 h después de la infección como por A / B ). Se realizó un análisis por PCR en tiempo real por triplicado en virus asociado a células ( C / E) o sobrenadante ( D / F ) utilizando sondas contra los genes SARS-CoV-2 E ( C / D ) o RdRp ( E / F ). Los resultados representan la media ± DE (n = 3). Se ajustaron curvas de respuesta a la dosis de 3 parámetros usando el prisma GraphPad para determinar los valores de CI ₅₀ (indicados). SOL.Esquema de la acción antiviral propuesta de ivermectina sobre el coronavirus. IMPα / β1 se une a la proteína de carga del coronavirus en el citoplasma (parte superior) y la transloca a través del complejo de poros nucleares (NPC) al núcleo donde el complejo se desmorona y la carga viral puede reducir la respuesta antiviral de la célula huésped, lo que lleva a una infección mejorada . La ivermectina se une y desestabiliza el heterodímero Impα / β1 evitando así que Impα / β1 se una a la proteína viral (parte inferior) y evitando que ingrese al núcleo. Esto probablemente da como resultado una inhibición reducida de las respuestas antivirales, lo que lleva a una respuesta antiviral normal y más eficiente.

Para determinar aún más la efectividad de la ivemectina, las células infectadas con SARS-CoV-2 se trataron con diluciones en serie de ivermectina 2 h después de la infección y se recogieron el sobrenadante y los sedimentos celulares para RT-PCR en tiempo real a las 48 h ( Fig. 1 C / D ) Como se indicó anteriormente, se observó una reducción> 5000 en el ARN viral tanto en el sobrenadante como en los sedimentos celulares de las muestras tratadas con ivermectina 5 μM a las 48 h, lo que equivale a una reducción del 99,98% en el ARN viral en estas muestras. Nuevamente, no se observó toxicidad con ivermectina en ninguna de las concentraciones probadas. Se determinó que la IC50 del tratamiento con ivermectina era ~ 2 μM en estas condiciones. Subrayando el hecho de que el ensayo de hecho detectó específicamente SARS-CoV-2, los experimentos de RT-PCR se repitieron usando cebadores específicos para el gen viral RdRp ( Fig. 1E / F) en lugar del gen E (arriba), con resultados casi idénticos observados tanto para el virus liberado (sobrenadante) como para el virus asociado a las células.

Tomados en conjunto, estos resultados demuestran que la ivermectina tiene acción antiviral contra el aislado clínico de SARS-CoV-2 in vitro , con una dosis única capaz de controlar la replicación viral en 24 a 48 h en nuestro sistema. Presumimos que esto es probable mediante la inhibición de la importación nuclear de proteínas virales mediada por IMPα / β1 ( Fig. 1 G), como se muestra para otros virus de ARN; confirmación de este mecanismo en el caso de SARS-CoV-2, e identificación del SARS-CoV-2 específico y / o los componentes del huésped afectados es un enfoque importante para el trabajo futuro en este laboratorio. En última instancia, el desarrollo de un antiviral eficaz para el SARS-CoV-2, si se administra a los pacientes en una etapa temprana de la infección, podría ayudar a limitar la carga viral, prevenir la progresión grave de la enfermedad y limitar la transmisión de persona a persona. Pruebas de evaluación comparativa de la ivermectina contra otros antivirales potenciales para el SARS-CoV-2 con mecanismos de acción alternativos sería importante tan pronto como sea posible. Este breve informe plantea la posibilidad de que la ivermectina pueda ser un antiviral útil para limitar el SARS-CoV-2, de manera similar a los ya informados; hasta que se pruebe que uno de estos es beneficioso en un entorno clínico, todos deben llevarse a cabo lo más rápido posible.

Ivermectin tiene un perfil de seguridad establecido para uso humano, y está aprobado por la FDA para una serie de infecciones parasitarias. Es importante destacar que las revisiones recientes y el metanálisis indican que la dosis alta de ivermectina tiene una seguridad comparable a la del tratamiento estándar de dosis baja, aunque no hay evidencia suficiente para sacar conclusiones sobre el perfil de seguridad en el embarazo ) El próximo paso crítico en una evaluación adicional para un posible beneficio en pacientes con COVID-19 será examinar un régimen de dosificación de adición múltiple que imite el uso actual aprobado de ivermectina en humanos. Como se señaló, la ivermectina fue el foco de un reciente ensayo clínico de fase III en pacientes con dengue en Tailandia, en el que se encontró que una sola dosis diaria era segura pero no producía ningún beneficio clínico. Sin embargo, los investigadores señalaron que podría desarrollarse un régimen de dosificación mejorado, basado en datos farmacocinéticos. Aunque DENV es claramente muy diferente al SARS-CoV-2, este diseño de prueba debería informar el trabajo futuro en el futuro. En conjunto, el informe actual, combinado con un perfil de seguridad conocido, demuestra que la ivermectina es digna de mayor consideración como un posible antiviral SARS-CoV-2.

2 . Métodos