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de Almeida Marques DP, Andrade LAF, Reis EVS, Clarindo FA, Moraes TDFS, Lourenço KL, De Barros WA, Costa NEM, Andrade LMD, Lopes-Ribeiro Á, Coêlho Maciel MS, Corrêa-Dias LC, de Almeida IN, Arantes TS, Litwinski VCV, de Oliveira LC, Serafim MSM, Maltarollo VG, Guatimosim SC, Silva MM, Tsuji M, Ferreira RS, Barreto LV, Barbosa-Stancioli EF, da Fonseca FG, De Fátima Â, Coelho-Dos-Reis JGA. New anti-SARS-CoV-2 aminoadamantane compounds as antiviral candidates for the treatment of COVID-19. Virus Res 2024; 340:199291. [PMID: 38065303 PMCID: PMC10733093 DOI: 10.1016/j.virusres.2023.199291] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 10/07/2023] [Revised: 11/29/2023] [Accepted: 11/30/2023] [Indexed: 12/17/2023]
Abstract
Here, the antiviral activity of aminoadamantane derivatives were evaluated against SARS-CoV-2. The compounds exhibited low cytotoxicity to Vero, HEK293 and CALU-3 cells up to a concentration of 1,000 µM. The inhibitory concentration (IC50) of aminoadamantane was 39.71 µM in Vero CCL-81 cells and the derivatives showed significantly lower IC50 values, especially for compounds 3F4 (0.32 µM), 3F5 (0.44 µM) and 3E10 (1.28 µM). Additionally, derivatives 3F5 and 3E10 statistically reduced the fluorescence intensity of SARS-CoV-2 protein S from Vero cells at 10 µM. Transmission microscopy confirmed the antiviral activity of the compounds, which reduced cytopathic effects induced by the virus, such as vacuolization, cytoplasmic projections, and the presence of myelin figures derived from cellular activation in the face of infection. Additionally, it was possible to observe a reduction of viral particles adhered to the cell membrane and inside several viral factories, especially after treatment with 3F4. Moreover, although docking analysis showed favorable interactions in the catalytic site of Cathepsin L, the enzymatic activity of this enzyme was not inhibited significantly in vitro. The new derivatives displayed lower predicted toxicities than aminoadamantane, which was observed for either rat or mouse models. Lastly, in vivo antiviral assays of aminoadamantane derivatives in BALB/cJ mice after challenge with the mouse-adapted strain of SARS-CoV-2, corroborated the robust antiviral activity of 3F4 derivative, which was higher than aminoadamantane and its other derivatives. Therefore, aminoadamantane derivatives show potential broad-spectrum antiviral activity, which may contribute to COVID-19 treatment in the face of emerging and re-emerging SARS-CoV-2 variants of concern.
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Affiliation(s)
- Daisymara Priscila de Almeida Marques
- Laboratório de Virologia Básica e Aplicada (LVBA), Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Luis Adan Flores Andrade
- Laboratório de Virologia Básica e Aplicada (LVBA), Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brazil; Centro Tecnológico de Vacinas (CT Vacinas), Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Erik Vinicius Sousa Reis
- Laboratório de Virologia Básica e Aplicada (LVBA), Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Felipe Alves Clarindo
- Laboratório de Virologia Básica e Aplicada (LVBA), Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Thaís de Fátima Silva Moraes
- Laboratório de Virologia Básica e Aplicada (LVBA), Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Karine Lima Lourenço
- Laboratório de Virologia Básica e Aplicada (LVBA), Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brazil; Centro Tecnológico de Vacinas (CT Vacinas), Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Wellington Alves De Barros
- Departamento de Química, Instituto de Ciências Exatas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Nathália Evelyn Morais Costa
- Departamento de Química, Instituto de Ciências Exatas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Lídia Maria de Andrade
- Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Ágata Lopes-Ribeiro
- Laboratório de Virologia Básica e Aplicada (LVBA), Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Mariella Sousa Coêlho Maciel
- Laboratório de Virologia Básica e Aplicada (LVBA), Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Laura Cardoso Corrêa-Dias
- Laboratório de Virologia Básica e Aplicada (LVBA), Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Isabela Neves de Almeida
- Departamento de Análises Clínicas, Escola de Farmácia, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, Brazil; Laboratório de Micobacterioses, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de, Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Thalita Souza Arantes
- Centro de Microscopia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Vivian Costa Vasconcelos Litwinski
- Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Antônio Carlos, Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Leonardo Camilo de Oliveira
- Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Antônio Carlos, Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Mateus Sá Magalhães Serafim
- Laboratório de Virus, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Antônio Carlos, Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Vinicius Gonçalves Maltarollo
- Departamento de Produtos Farmacêuticos da Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Antônio Carlos, Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Silvia Carolina Guatimosim
- Departamento de Fisiologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Antônio Carlos, Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Mário Morais Silva
- Departamento de Fisiologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Antônio Carlos, Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Moriya Tsuji
- Aaron Diamond AIDS Research Center, Columbia University Irving Medical Center, New York, NY 10032, USA
| | - Rafaela Salgado Ferreira
- Laboratório de Modelagem Molecular e Planejamento de Fármacos, Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Antônio Carlos, Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Luiza Valença Barreto
- Laboratório de Modelagem Molecular e Planejamento de Fármacos, Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Antônio Carlos, Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Edel Figueiredo Barbosa-Stancioli
- Laboratório de Virologia Básica e Aplicada (LVBA), Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Flávio Guimarães da Fonseca
- Laboratório de Virologia Básica e Aplicada (LVBA), Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brazil; Centro Tecnológico de Vacinas (CT Vacinas), Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Ângelo De Fátima
- Departamento de Química, Instituto de Ciências Exatas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brazil.
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