Lipid Nanoparticle-Based Inhibitors for SARS-CoV-2 Host Cell Infection
Notice bibliographique
Résumé
Vinith Yathindranath,1,2 Nura Safa,1,2 Mateusz Marek Tomczyk,1,3 Vernon Dolinsky,1,3 Donald W Miller1,2 1Department of Pharmacology and Therapeutics, University of Manitoba, Winnipeg, MB, Canada; 2PrairieNeuro Research Centre, Health Science Centre, Winnipeg, MB, Canada; 3Children’s Hospital Research Institute Manitoba, Health Science Centre, Winnipeg, MB, CanadaCorrespondence: Donald W Miller, Tel +1 204 789 3278, Email donald.miller@umanitoba.caPurpose: The global pandemic caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) and the lingering threat to public health has fueled the search for effective therapeutics to treat SARS-CoV-2. This study aimed to develop lipid nanoparticle (LNP) inhibitors of SARS-CoV-2 entry to reduce viral infection in the nose and upper airway.Methods: Two types of LNP formulations were prepared following a microfluidic mixing method. The LNP-Trap consisted of DOPC, DSPC, cholesterol, and DSPE-PEG-COOH modified with various spike protein binding ligands, including ACE2 peptide, recombinant human ACE2 (rhACE2) or monoclonal antibody to spike protein (mAb). The LNP-Trim consisted of ionizing cationic DLin-MC3-DMA, DSPC, cholesterol, and DMG-PEG lipids encapsulating siACE2 or siTMPRSS2. Both formulations were assayed for biocompatibility and cell uptake in airway epithelial cells (Calu-3). Functional assessment of activity was performed using SARS-CoV-2 spike protein binding assays (LNP-Trap), host receptor knockdown (LNP-Trim), and SARS-CoV-2 pseudovirus neutralization assay (LNP-Trap and LNP-Trim). Localization and tissue distribution of fluorescently labeled LNP formulations were assessed in mice following intranasal administration.Results: Both LNP formulations were biocompatible based on cell impedance and MTT cytotoxicity studies in Calu-3 cells at concentrations as high as 1 mg/mL. LNP-Trap formulations were able to bind spike protein and inhibit pseudovirus infection by 90% in Calu-3 cells. LNP-Trim formulations reduced ACE2 and TMPRSS2 at the mRNA (70% reduction) and protein level (50% reduction). The suppression of host targets in Calu-3 cells treated with LNP-Trim resulted in over 90% inhibition of pseudovirus infection. In vivo studies demonstrated substantial retention of LNP-Trap and LNP-Trim in the nasal cavity following nasal administration with minimal systemic exposure.Conclusion: Both LNP-Trap and LNP-Trim formulations were able to safely and effectively inhibit SARS-CoV-2 pseudoviral infection in airway epithelial cells. These studies provide proof-of-principle for a localized treatment approach for SARS-CoV-2 in the upper airway. Keywords: lipid nanoparticles, SARS-CoV-2, antiviral, gene knockdown, intranasal drug delivery
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».