En un estudio reciente en Farmacia, los investigadores examinaron varios compuestos en busca de propiedades antivirales contra el síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2). Además, en vivo y se adoptaron estudios basados en células para investigar más a fondo las propiedades antivirales de la forma activa de la vitamina D, el calcitriol.
Fondo
La pandemia de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19) aceleró la investigación sobre el desarrollo de terapias con anticuerpos monoclonales, vacunas y antivirales. Las vacunas contra el COVID-19 han limitado efectivamente la gravedad de las infecciones por SARS-CoV-2, y los medicamentos antivirales como el remdesivir continúan tratando a los pacientes con COVID-19. A pesar de esto, la aparición de nuevas variantes del SARS-CoV-2 con mayor transmisibilidad y capacidades inmunoevasivas sigue siendo motivo de preocupación.
Por lo tanto, existe la necesidad de desarrollar vacunas y antivirales más nuevos y efectivos y de explorar la eficacia de terapias existentes que pueden reutilizarse contra las variantes emergentes del SARS-CoV-2.
Sobre el estudio
El presente estudio utilizó células epiteliales nasales humanas, células de riñón de mono verde africano Vero E6 y células de hepatoma humano para estudios basados en células. Las células epiteliales nasales se obtuvieron a través de cultivos de interfase aire-líquido de células progenitoras epiteliales nasales. Estas células se obtuvieron de seres humanos sanos sometidos a cirugía plástica de los tabiques.
Se usaron hisopos nasofaríngeos de pacientes con COVID-19 para obtener el SARS-CoV-2 de tipo salvaje, validado mediante la reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa cuantitativa (qRT-PCR). Una vez obtenido, el SARS-CoV-2 se propagó en las células Vero E6.
Se seleccionaron cuatro bibliotecas de compuestos para identificar nuevos compuestos con posibles propiedades antivirales contra el SARS-CoV-2. Estos incluyeron una biblioteca de compuestos dirigidos a la enzima convertidora de angiotensina-2 (ACE-2) (CADD) de 462 compuestos, una biblioteca de productos naturales que contiene 57 compuestos, una biblioteca de flavonoides con 500 compuestos y una biblioteca de fármacos que contiene 1,172 compuestos. Este último fue aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) de los Estados Unidos (EE. UU.).
Los compuestos CADD y los compuestos de la biblioteca de productos naturales se examinaron para determinar su eficacia en el tratamiento previo a la infección, mientras que los flavonoides y los medicamentos aprobados por la FDA se examinaron para determinar su eficacia en el tratamiento posterior a la infección. Se usó la viabilidad celular cuatro días después de la infección basada en los efectos citopáticos inducidos por el virus o la toxicidad del compuesto para evaluar los resultados del cribado primario.
También se utilizaron ensayos de inhibición dependientes de la dosis y pruebas de viabilidad celular para validar estos resultados. Además, se utilizaron líneas celulares epiteliales nasales humanas primarias para validar los resultados de calcitriol, mesilato de imatinib y citicolina.
Los niveles de expresión del ácido ribonucleico mensajero (ARNm) del receptor de vitamina D, catelicidina y 24-hidroxilasa se midieron en células no infectadas e infectadas con SARS-CoV-2 mediante qRT-PCR. Además, las células Vero E6 no tratadas y las células tratadas con calcitriol se sometieron a análisis de transferencia Western y electroforesis en gel de dodecilsulfato de sodio-poliacrilamida (SDS-PAGE). Esto se hizo para determinar los niveles de expresión de la proteína SARS-CoV-2.
Se utilizaron modelos de ratón queratina 18-enzima convertidora de angiotensina humana-2 (K18-hACE2) para la en vivo pruebas de tratamiento con diferentes concentraciones de calcitriol y posterior infección intranasal por SARS-CoV-2. Viral título las evaluaciones y los análisis histológicos se realizaron cuatro días después de la infección.
Resultados
Los resultados de los ensayos basados en células indicaron que el calcitriol exhibió una fuerte potencia anti-SARS-CoV-2 al aumentar la expresión de catelicidina, un péptido antimicrobiano, a través de la modulación del receptor de vitamina D. sin embargo, el en vivo las pruebas con ratones K18-hACE2 mostraron cambios insignificantes en parámetros como los títulos virales, la tasa de supervivencia, el peso, la puntuación histológica y las condiciones fisiológicas en ratones tratados con calcitriol antes y después de la infección y desafiados con SARS-CoV-2.
Además, el análisis de los niveles de expresión del ARNm del receptor de vitamina D en células infectadas con SARS-CoV-2 basado en el tratamiento con calcitriol reveló que el SARS-CoV-2 afecta la vía del receptor de vitamina D. A su vez, lo que significa que puede provocar alteraciones en el metabolismo de la vitamina D. La regulación al alza de genes implicados en el control de la replicación viral, como la 24-hidroxilasa y la catelicidina, tras la adición exógena de calcitriol, indicó que la forma activa de vitamina D tiene una función antiviral.
Sin embargo, la incapacidad del en vivo resultados de las pruebas para respaldar los hallazgos de la in vitro los ensayos basados en células sugirieron que la utilización de calcitriol en el cuerpo difiere de una especie a otra. Así, se explican las diferencias entre los estudios en los modelos de ratones frente al Vero E6 y células epiteliales humanas o que la catelicidina no está regulada por la vitamina D en ratones. Además, la dosis de calcitriol administrada a los ratones podría haber sido insuficiente para provocar efectos antivirales protectores.
Además, según la dosis administrada a los ratones, la dosis equivalente en humanos sería de cinco microgramos de calcitriol por kilogramo o más, lo que sugiere que el tratamiento con calcitriol en la dosis habitual podría no mostrar ningún efecto protector antiviral contra el SARS-CoV- 2 en humanos. Las dosis más altas de calcitriol también podrían ser perjudiciales para los pacientes con hiperparatiroidismo.
Conclusiones
Los resultados indicaron que los ensayos basados en células que utilizaron Vero E6 y células epiteliales humanas mostraron que el tratamiento con calcitriol antes de la infección por SARS-CoV-2 podría exhibir efectos protectores. sin embargo, el en vivo las pruebas con modelos de ratones no corroboraron esos hallazgos. Los autores creen que se requieren estudios adicionales sobre la farmacocinética del calcitriol para determinar su uso profiláctico contra el SARS-CoV-2.
