β-Cyclodextrins as affordable antivirals to treat coronavirus infection
Raïch-Regué, Dalia (Institut Germans Trias i Pujol. Institut de Recerca de la Sida IrsiCaixa)
Tenorio, Raquel (Cell Structure Lab, Centro Nacional de Biotecnologia)
Fernández de Castro, Isabel (Cell Structure Lab, Centro Nacional de Biotecnologia)
Tarrés-Freixas, Ferran (Unitat mixta d'investigació IRTA-UAB en Sanitat Animal. Centre de Recerca en Sanitat Animal)
Sachse, Martin (Cell Structure Lab, Centro Nacional de Biotecnologia)
Perez-Zsolt, Daniel (Institut Germans Trias i Pujol. Institut de Recerca de la Sida IrsiCaixa)
Muñoz-Basagoiti, Jordana (Institut Germans Trias i Pujol. Institut de Recerca de la Sida IrsiCaixa)
Fernández-Sánchez, Sara Y. (Cell Structure Lab, Centro Nacional de Biotecnologia)
Gallemí, Marçal (Institut Germans Trias i Pujol. Institut de Recerca de la Sida IrsiCaixa)
Ortega-González, Paula (Cell Structure Lab, Centro Nacional de Biotecnologia)
Fernández-Oliva, Alberto (Cell Structure Lab, Centro Nacional de Biotecnologia)
Gabaldón, José A. (Universidad Católica San Antonio de Murcia. Reconocimiento y Encapsulación Molecular)
Nuñez-Delicado, Estrella (Universidad Católica San Antonio de Murcia. Reconocimiento y Encapsulación Molecular)
Casas, Josefina (Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Hepáticas y Digestivas)
Roca, Núria (Unitat mixta d'investigació IRTA-UAB en Sanitat Animal. Centre de Recerca en Sanitat Animal)
Cantero, Guillermo (Unitat mixta d'investigació IRTA-UAB en Sanitat Animal. Centre de Recerca en Sanitat Animal)
Pérez, Mónica (Unitat mixta d'investigació IRTA-UAB en Sanitat Animal. Centre de Recerca en Sanitat Animal)
Usai, Carla (Unitat mixta d'investigació IRTA-UAB en Sanitat Animal. Centre de Recerca en Sanitat Animal)
Lorca-Oró, Cristina (Unitat mixta d'investigació IRTA-UAB en Sanitat Animal. Centre de Recerca en Sanitat Animal)
Vergara-Alert, Júlia (Unitat mixta d'investigació IRTA-UAB en Sanitat Animal. Centre de Recerca en Sanitat Animal)
Segalés Coma, Joaquim (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Sanitat i d'Anatomia Animals)
Carrillo, Jorge (Institut Germans Trias i Pujol. Institut de Recerca de la Sida IrsiCaixa)
Blanco, Julià (Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Infecciosas)
Clotet Sala, Bonaventura (Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Infecciosas)
Cerón-Carrasco, José P. (Universidad Politécnica de Cartagena. Centro Universitario de la Defensa)
Izquierdo Useros, Nuria (Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Infecciosas)
Risco, Cristina (Centro Nacional de Biotecnologia. Cell Structure Lab)

Date:	2023
Abstract:	The SARS-CoV-2 pandemic made evident that there are only a few drugs against coronavirus. Here we aimed to identify a cost-effective antiviral with broad spectrum activity and high safety profile. Starting from a list of 116 drug candidates, we used molecular modelling tools to rank the 44 most promising inhibitors. Next, we tested their efficacy as antivirals against α and β coronaviruses, such as the HCoV-229E and SARS-CoV-2 variants. Four drugs, OSW-1, U18666A, hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HβCD) and phytol, showed in vitro antiviral activity against HCoV-229E and SARS-CoV-2. The mechanism of action of these compounds was studied by transmission electron microscopy and by fusion assays measuring SARS-CoV-2 pseudoviral entry into target cells. Entry was inhibited by HβCD and U18666A, yet only HβCD inhibited SARS-CoV-2 replication in the pulmonary Calu-3 cells. Compared to the other cyclodextrins, β-cyclodextrins were the most potent inhibitors, which interfered with viral fusion via cholesterol depletion. β-cyclodextrins also prevented infection in a human nasal epithelium model ex vivo and had a prophylactic effect in the nasal epithelium of hamsters in vivo. All accumulated data point to β-cyclodextrins as promising broad-spectrum antivirals against different SARS-CoV-2 variants and distant alphacoronaviruses. Given the wide use of β-cyclodextrins for drug encapsulation and their high safety profile in humans, our results support their clinical testing as prophylactic antivirals.
Grants:	Ministerio de Ciencia e Innovación RTI2018-094445-B100 Ministerio de Ciencia e Innovación PID2020-117145RB-I00
Rights:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial i la comunicació pública de l'obra, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original. No es permet la creació d'obres derivades.
Language:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Subject:	SARS-CoV-2 ; COVID-19 ; Coronavirus ; Antiviral ; Drug repurposing ; Cyclodextrin ; Β-cyclodextrin
Published in:	Biomedicine & pharmacotherapy, Vol. 164 (june 2023) , p. 114997, ISSN 1950-6007

DOI: 10.1016/j.biopha.2023.114997
PMID: 37311279

19 p, 11.0 MB

The record appears in these collections:
Research literature > UAB research groups literature > Research Centres and Groups (research output) > Health sciences and biosciences > Centre de Recerca en Sanitat Animal (CReSA-IRTA)
Articles > Research articles
Articles > Published articles