Abstract COVID-19 caused by the SARS-CoV-2 virus has become a global pandemic. 3CL protease is a virally encoded protein that is essential across a broad spectrum of coronaviruses with no close human analogs. PF-00835231, a 3CL protease inhibitor, has exhibited potent in vitro antiviral activity against SARS-CoV-2 as a single agent. Here we report, the design and characterization of a phosphate prodrug PF-07304814 to enable the delivery and projected sustained systemic exposure in human of PF-00835231 to inhibit coronavirus family 3CL protease activity with selectivity over human host protease targets. Furthermore, we show that PF-00835231 has additive/synergistic activity in combination with remdesivir. We present the ADME, safety, in vitro, and in vivo antiviral activity data that supports the clinical evaluation of PF-07304814 as a potential COVID-19 treatment.

Abstract The ongoing pandemic caused by the novel severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), necessitates strategies to identify prophylactic and therapeutic drug candidates for rapid clinical deployment. A high-throughput, high-content imaging assay of human HeLa cells expressing the SARS-CoV-2 receptor ACE2 was used to screen ReFRAME, a best-in-class drug repurposing library. From nearly 12,000 compounds, we identified 66 compounds capable of selectively inhibiting SARS-CoV-2 replication in human cells. Twenty-four of these drugs show additive activity in combination with the RNA-dependent RNA polymerase inhibitor remdesivir and may afford increased in vivo efficacy. We also identified synergistic interaction of the nucleoside analog riboprine and a folate antagonist 10-deazaaminopterin with remdesivir. Overall, seven clinically approved drugs (halofantrine, amiodarone, nelfinavir, simeprevir, manidipine, ozanimod, osimertinib) and 19 compounds in other stages of development may have the potential to be repurposed as SARS-CoV-2 oral therapeutics based on their potency, pharmacokinetic and human safety profiles.

ABSTRACT There remains a need to develop novel SARS-CoV-2 therapeutic options that improve upon existing therapies by increased robustness of response, fewer safety liabilities, and global-ready accessibility. Functionally critical viral main protease (M pro , 3CL pro ) of SARS-CoV-2 is an attractive target due to its homology within the coronaviral family, and lack thereof towards human proteases. In this disclosure, we outline the advent of a novel SARS-CoV-2 3CL pro inhibitor, CMX990, bearing an unprecedented trifluoromethoxymethyl ketone warhead. Compared with the marketed drug nirmatrelvir (combination with ritonavir = Paxlovid TM ), CMX990 has distinctly differentiated potency (∼5x more potent in primary cells) and human in vitro clearance (>4x better microsomal clearance and >10x better hepatocyte clearance), with good in vitro - in vivo correlation. Based on its compelling preclinical profile and projected once or twice a day dosing supporting unboosted oral therapy in humans, CMX990 advanced to a Phase 1 clinical trial as an oral drug candidate for SARS-CoV-2.

Summary Respiratory viruses (e.g. influenza, RSV, SARS etc.) attack the proximal airway and cause a wide spectrum of diseases for which we have limited therapies. To date, a few primary human stem cell-based models of the proximal airway have been reported for drug discovery but scaling them up to a higher throughput platform remains a significant challenge. Here we present a microscale, primary human stem cell-based proximal airway model of SARS-CoV-2 infection, which is amenable to moderate-to-high throughput drug screening. The model recapitulates the heterogeneity of infection seen among different patients and with different SARS-CoV-2 variants. We applied this model to screen 2100 compounds from targeted drug libraries using an image-based quantification method. While there were heterogeneous responses across variants for host factor targeting compounds, the direct acting antivirals showed a consistent response and we characterized a new antiviral drug that is effective against both the parental strain and the Omicron variant.

Abstract COVID-19 caused by the SARS-CoV-2 virus has become a global pandemic. 3CL protease is a virally encoded protein that is essential across a broad spectrum of coronaviruses with no close human analogs. The designed phosphate prodrug PF-07304814 is metabolized to PF-00835321 which is a potent inhibitor in vitro of the coronavirus family 3CL pro, with selectivity over human host protease targets. Furthermore, PF-00835231 exhibits potent in vitro antiviral activity against SARS-CoV-2 as a single agent and it is additive/synergistic in combination with remdesivir. We present the ADME, safety, in vitro , and in vivo antiviral activity data that supports the clinical evaluation of this compound as a potential COVID-19 treatment.