Caratterizzazione dell'attività di composti antivirali diretti contro la Main Protease (MPro) di coronavirus patogeni per l'uomo

Tra i sette coronavirus in grado di infettare l’uomo ad oggi conosciuti, gli Alphacoronavirus HCoV-229E e HCoV-NL63, così come i Betacoronavirus HCoV-OC43 e HCoV-HKU1 sono i principali responsabili di lievi infezioni respiratorie. Al contrario, le epidemie dei Betacoronavirus SARS-CoV e MERS-CoV, ma soprattutto la più recente pandemia di SARS-CoV-2 hanno causato un numero di casi così elevato da accelerare lo sviluppo di antivirali contro i coronavirus umani. L’obiettivo della tesi è stato quello di caratterizzare composti con attività antivirale contro SARS-CoV-2, in grado di inibire la Main Protease (MPro) del virus. Tali composti sono stati ottenuti come analoghi strutturali a partire dal composto CoV-07, per il quale era stata precedentemente osservata non solo attività antivirale nei confronti di SARS-CoV-2, ma anche attività ad ampio spettro nei confronti di HCoV-OC43 e HCoV-229E. In particolare, l’attività anti-SARS-CoV-2 degli analoghi del composto CoV-07 è stata valutata mediante plaque reduction assay (PRA) in cellule Vero E6 e l’attività anti-HCoV-OC43 e HCoV-229E in cellule MRC-5. In parallelo, sono stati effettuati saggi di vitalità cellulare (MTT assay) allo scopo di determinare l’eventuale citotossicità dei composti saggiati sulle linee cellulari utilizzate. L’attività inibitoria nei confronti della MPro di SARS-CoV-2 è stata valutata sia mediante un saggio FRET in vitro, sia mediante un saggio cellulare in cellule HEK-293T che sfrutta come reporter la luciferasi NanoLuc®. Tra i composti analoghi del CoV-07 che sono stati caratterizzati, quasi tutti (eccetto uno) hanno mostrato attività anti-SARS-CoV-2 in cellule Vero E6 infettate a basse/medie concentrazioni micromolari, ma nessuno ha mostrato attività ad ampio spettro contro HCoV-OC43 e HCoV-229E alle concentrazioni saggiate. Il composto CoV-07, a seguito della rimozione del 6xHis-Tag, che si supponeva potesse compromettere l’interazione con la MPro in vitro, ha dimostrato attività inibitoria nei confronti dell’attività proteolitica di questo target. Allo stesso tempo, seppur trattandosi di risultati preliminari, è anche risultato attivo contro la MPro di SARS-CoV-2 in un saggio cellulare. Invece, i risultati ottenuti per gli analoghi del CoV-07 dai saggi di inibizione della MPro di SARS-CoV-2 sia in vitro che in cellule hanno indicato che, alle concentrazioni saggiate, nessuno dei composti in esame è in grado di inibire l’attività proteolitica della MPro. Nonostante ciò, la sintesi di analoghi strutturali del composto CoV-07 e l’esplorazione del contributo dei vari centri chirali che caratterizzano tale composto all’attività antivirale permettono la definizione di quali possono essere le caratteristiche chimiche importanti per l’inibizione della MPro e, quindi, potrebbero contribuire a un più rapido sviluppo di nuovi agenti antivirali contro SARS-CoV-2.