Nasal spray can prevent coronavirus infection in people exposed to COVID-19

A nasal antiviral created by researchers from Columbia university The College of Physicians and Surgeons of Vagelos has blocked the transmission of SARS-CoV-2 in ferrets, suggesting that the nasal spray may also prevent infection in people exposed to the new coronavirus.

The compound in the spray – a lipopeptide developed by Anne Moscona, MD, and Matteo Porotto, PhD, professors in the department of pediatrics and directors of the Center for Host-Pathogen Interaction – is designed to prevent the novel coronavirus from entering host cells.

The antiviral lipopeptide is inexpensive to produce, has a long shelf life and does not require refrigeration. These characteristics distinguish it from other antiviral approaches in development, notably monoclonal antibodies. New Nasal Lipopeptide Could Be Great For Stopping The Spread Of COVID In The United States And Around The World; the transportable and stable compound could be particularly important in rural, low-income and hard-to-reach populations.

A pre-print of the study appeared in bioRxiv November 5, 2020; an article describing a first generation of the compound and its effect in a 3D model of the human lung first appeared in the journal mBio on October 20, 2020. In this model of a human lung, the compound was able to quench an initial infection, prevent the virus from spreading in the lungs, and was not at all toxic to airway cells.

Ferrets a role model for respiratory disease

Ferrets are often used in studies of respiratory disease because the lungs of these animals and humans are similar. Ferrets are very susceptible to infection with SARS-CoV-2, and the virus is easily spread from ferret to ferret.

In this study, 100% of untreated ferrets were infected through their virus-shedding cagemates, approaching a setting like sharing a bed or close living conditions for people.

Moscona and Porotto have previously created similar lipopeptides – small proteins bound to a cholesterol or tocopherol molecule – to prevent infection of cells with other viruses, including the measles, parainfluenza, and Nipah viruses. These antiviral compounds have been difficult to bring to human trials, in large part because the infections they prevent are most prevalent or severe in low-income settings.

When SARS-CoV-2 emerged earlier this year, researchers adapted their designs to the new coronavirus. “One lesson we want to highlight is the importance of applying basic science to develop treatments for viruses that affect human populations around the world,” say Moscona and Porotto. “The fruits of our previous research have led to our rapid application of methods for COVID-19[feminine. »

Les lipopeptides empêchent les virus d’infecter les cellules

Les lipopeptides agissent en empêchant un virus de fusionner avec la membrane cellulaire de son hôte, une étape nécessaire que les virus enveloppés, y compris le SARS-CoV-2, utilisent pour infecter les cellules. Pour fusionner, le nouveau coronavirus déploie sa protéine de pointe avant de se contracter en un faisceau compact qui entraîne la fusion.

Le composé conçu par Moscona et Porotto reconnaît le pic de SARS-CoV-2, se coince dans la région dépliée et empêche la protéine de pointe d’adopter la forme compacte nécessaire à la fusion.

Dans les expériences sur les furets, le lipopeptide a été administré dans le nez de six furets. Des couples de furets traités ont ensuite été logés avec deux furets témoins qui ont reçu un spray nasal salin et un furet infecté par le SRAS-CoV-2.

Après 24 heures de contact direct intense entre les furets, les tests ont révélé qu’aucun des furets traités n’a attrapé le virus de leur cagemate infecté et que leur charge virale était précisément nulle, alors que tous les animaux témoins étaient fortement infectés.

Les lipopeptides sont facilement administrés

Moscona et Porotto proposent que ces peptides puissent être utilisés dans n’importe quelle situation où une personne non infectée serait exposée, que ce soit dans un foyer, une école, un établissement de soins de santé ou une communauté.

«Même dans un scénario idéal avec de larges segments de la population vaccinés – et avec une confiance totale et le respect des procédures de vaccination – ces antiviraux constitueront un complément important pour protéger les individus et contrôler la transmission», déclarent Moscona et Porotto. Les personnes qui ne peuvent pas être vaccinées ou qui ne développent pas d’immunité bénéficieront particulièrement du spray.

L’antiviral est facile à administrer et, d’après l’expérience des scientifiques avec d’autres virus respiratoires, la protection serait immédiate et durerait au moins 24 heures.

Les scientifiques espèrent faire progresser rapidement l’approche préventive des essais sur l’homme dans le but de contenir la transmission pendant cette pandémie.

Références:

«Le lipopeptide inhibiteur de la fusion intranasale empêche la transmission du SRAS-CoV-2 par contact direct chez les furets» par Rory D. de Vries, Katharina S. Schmitz, Francesca T. Bovier, Danny Noack, Bart L. Haagmans, Sudipta Biswas, Barry Rockx, Samuel H . Gellman, Christopher A. Alabi, Rik L. de Swart, Anne Moscona et Matteo Porotto, 5 novembre 2020, bioRxiv.
DOI: 10.1101 / 2020.11.04.361154

«Inhibition de l’entrée de coronavirus In vitro et Ex vivant par un peptide conjugué aux lipides dérivé du domaine HRC de la glycoprotéine Spike du SRAS-CoV-2 »par Victor K. Outlaw, Francesca T. Bovier, Megan C. Mears, Maria N. Cajimat, Yun Zhu, Michelle J. Lin, Amin Addetia , Nicole AP Lieberman, Vikas Peddu, Xuping Xie, Pei-Yong Shi, Alexander L. Greninger, Samuel H.Gellman, Dennis A. Bente, Anne Moscona, Matteo Porotto, 20 octobre 2020, +mBio.
DOI: 10.1128 / mBio.01935-20

Anne Moscona, MD, est professeure d’immunologie Sherie L. Morrison (en microbiologie et immunologie), professeure de pédiatrie et professeure de physiologie et de biophysique cellulaire à l’Université Columbia Vagelos College of Physicians and Surgeons.

Matteo Porotto, PhD, est professeur agrégé de pathogenèse moléculaire virale au département de pédiatrie de l’université Columbia Vagelos College of Physicians and Surgeons.

Autres auteurs: Rory D. de Vries (Centre médical universitaire Erasmus, Pays-Bas), Katharina S. Schmitz (Erasmus), Francesca T. Bovier (Columbia University Irving Medical Center et Université de Campanie «Luigi Vanvitelli», Italie), Danny Noack (Erasmus), Bart L. Haagmans (Erasmus), Sudipta Biswas (Cornell University), Barry Rockx (Erasmus), Samuel H.Gellman (University of Wisconsin, Madison), Christopher A. Alabi (Cornell) et Rik L. de Swart (Erasmus).

Ce travail a été financé par les National Institutes of Health (AI146980, AI121349, NS091263 et AI114736), le Sharon Golub Fund du Columbia University Irving Medical Center, un Columbia Children’s Health COVID-19 Award et un Harrington Discovery Institute COVID 19 Prix.

Anne Moscona, Matteo Porotto, Rory de Vries, Francesca Bovier et Rik de Swart sont répertoriés comme inventeurs sur une demande de brevet provisoire couvrant les découvertes rapportées dans cet article.