A rapid, sensitive and automated assay procedure was developed for the in vitro evaluation of anti-HIV agents. An HTLV-I transformed T4-cell line, MT-4, which was previously shown by Koyanagi et al. (1985) to be highly susceptible to, and permissive for, HIV infection, served as the target cell line. Inhibition of the HIV-induced cytopathic effect was used as the end point. The viability of both HIV-and mock-infected cells was assessed spectrophotometrically via the in situ reduction of 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT). The procedure was optimized as to make optimal use of multichannel pipettes, microprocessor-controlled dispensing and optical density reading. The absorbance ratio of the mock-infected control to the HIV-infected samples was about 20. This allowed an accurate determination of the 50% effective doses, as demonstrated for 3'-azido-2',3'-dideoxythymidine (AZT), 2',3'-dideoxycytidine (ddCyd), dextran sulfate and heparin. The technique significantly reduced labor time as compared to the trypan blue exclusion method, and permits the evaluation of large numbers of compounds for their anti-HIV activity.

Bicyclams are a novel class of antiviral compounds that are highly potent and selective inhibitors of the replication of HIV-1 and HIV-2. Surprisingly, however, when the prototype compound AMD3100 was tested against M-tropic virus strains such as BaL, ADA, JR-CSF, and SF-162 in human peripheral blood mononuclear cells, the compound was completely inactive. Because of the specific and potent inhibitory effect of AMD3100 on T-tropic viruses, but not M-tropic viruses, it was verified that AMD3100 interacts with the CXC-chemokine receptor CXCR4, the main coreceptor used by T-tropic viruses. AMD3100 dose dependently inhibited the binding of a specific CXCR4 monoclonal antibody to SUP-T1 cells as measured by flow cytometry. It did not inhibit the binding of the biotinylated CC-chemokine macrophage inflammatory protein (MIP) 1α or MIP-1β, ligands for the chemokine receptor CCR5 (the main coreceptor for M-tropic viruses). In addition, AMD3100 completely blocked (a) the Ca2+ flux at 100 ng/ml in lymphocytic SUP-T1 and monocytic THP-1 cells, and (b) the chemotactic responses of THP-1 cells induced by stromal cell–derived factor 1α, the natural ligand for CXCR4. Finally, AMD3100 had no effect on the Ca2+ flux induced by the CC-chemokines MIP-1α, regulated on activation normal T cell expressed and secreted (RANTES; also a ligand for CCR5), or monocyte chemoattractant protein 3 (a ligand for CCR1 and CCR2b), nor was it able to induce Ca2+ fluxes by itself. The bicyclams are, to our knowledge, the first low molecular weight anti-HIV agents shown to act as potent and selective CXCR4 antagonists.

Despite the progress achieved by anti-retroviral drug research in the last decades, the discovery of novel compounds endowed with selective antiviral activity and reduced side effects is still a necessity. At present, the most urgent requirement includes the improvement of HIV (Human Immunodeficiency Virus) prevention and sexual transmission and the development of new drugs to treat the chronic lifelong infection.Six chloro-1,4-dimethyl-9H-carbazoles (2a,b-4a,b) have been prepared following opportunely modified known chemical procedures and tested in luciferase and Escherichia coli β-galactosidase expressing CD4⁺, CXCR4⁺, CCR5⁺ TZM-bl cells.a preliminary biological investigation on the synthesized small series of chloro-1,4-dimethyl-9H-carbazoles has been carried out. Among all tested compounds, a nitro-derivative (3b) showed the most interesting profile representing a suitable lead for the development of novel anti-HIV drugs.

This study was undertaken to demonstrate the unique specificity of the chemokine receptor CXCR4 antagonist AMD3100. Calcium flux assays with selected chemokine/cell combinations, affording distinct chemokine receptor specificities, revealed no interaction of AMD3100 with any of the chemokine receptors CXCR1 through CXCR3, or CCR1 through CCR9. In contrast, AMD3100 potently inhibited CXCR4-mediated calcium signaling and chemotaxis in a concentration-dependent manner in different cell types. Also, AMD3100 inhibited stromal cell-derived factor (SDF)-1-induced endocytosis of CXCR4, but did not affect phorbol ester-induced receptor internalization. Importantly, AMD3100 by itself was unable to elicit intracellular calcium fluxes, to induce chemotaxis, or to trigger CXCR4 internalization, indicating that the compound does not act as a CXCR4 agonist. Specific small-molecule CXCR4 antagonists such as AMD3100 may play an important role in the treatment of human immunodeficiency virus infections and many other pathological processes that are dependent on SDF-1/CXCR4 interactions (e.g. rheumatoid arthritis, atherosclerosis, asthma and breast cancer metastasis).

AMD3100 is a CXCR4 receptor inhibitor with anti–HIV-1 activity in vitro. We tested the safety, pharmacokinetics, and antiviral effect of AMD3100 administered for 10 days by continuous intravenous infusion in an open-label dose escalation study from 2.5 to 160 μg/kg/h. Forty HIV-infected patients with an HIV RNA level >5000 copies/mL on stable antiretroviral (ARV) regimens or off therapy were enrolled. Syncytium-inducing (SI) phenotype in an MT-2 cell assay was required in higher dose cohorts. Most subjects were black (55%), male (98%), and off ARV therapy. HIV phenotype was SI (30%), non–SI (45%), or not tested (25%). One patient (5 μg/kg/h) had serious and possibly drug-related thrombocytopenia. Two patients (40 and 160 μg/kg/h) had unexpected, although not serious, premature ventricular contractions. Most patients in the 80- and 160-μg/kg/h cohorts had paresthesias. Steady-state blood concentration and area under the concentration-time curve were dose proportional across all dose levels; the median terminal elimination half-life was 8.6 hours (range: 8.1–11.1 hours). Leukocytosis was observed in all patients, with an estimated maximum effect of 3.4 times baseline (95% confidence interval: 2.9–3.9). Only 1 patient, the patient whose virus was confirmed to use purely CXCR4 and who also received the highest dose (160 μg/kg/h), had a significant 0.9-log10 copies/mL HIV RNA drop at day 11. Overall, however, the average change in viral load across all patients was +0.03 log10 HIV RNA. Given these results, AMD3100 is not being further developed for ARV therapy, but development continues for stem cell mobilization.

Introductory paragraph Since the emergence of SARS-CoV-2 causing COVID-19, the world is being shaken to its core with numerous hospitalizations and hundreds of thousands of deaths. In search for key targets of effective therapeutics, robust animal models mimicking COVID-19 in humans are urgently needed. Here, we show that productive SARS-CoV-2 infection in the lungs of mice is limited and restricted by early type I interferon responses. In contrast, we show that Syrian hamsters are highly permissive to SARS- CoV-2 and develop bronchopneumonia and a strong inflammatory response in the lungs with neutrophil infiltration and edema. Moreover, we identify an exuberant innate immune response as a key player in pathogenesis, in which STAT2 signaling plays a dual role, driving severe lung injury on the one hand, yet restricting systemic virus dissemination on the other. Finally, we assess SARS-CoV- 2-induced lung pathology in hamsters by micro-CT alike used in clinical practice. Our results reveal the importance of STAT2-dependent interferon responses in the pathogenesis and virus control during SARS-CoV-2 infection and may help rationalizing new strategies for the treatment of COVID-19 patients.

Abstract Treatment with neutralizing monoclonal antibodies (mAbs) against severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) contributes to COVID-19 management. Unfortunately, SARS-CoV-2 variants can escape several of these recently approved mAbs, highlighting the need for additional discovery and development. In a convalescent COVID-19 patient, we identified six mAbs, classified in four epitope groups, that potently neutralized SARS-CoV-2 Wuhan, alpha, beta, gamma and delta infection in vitro . In hamsters, mAbs 3E6 and 3B8 potently cured infection with SARS-CoV-2 Wuhan, beta and delta when administered post-viral infection at 5 mg/kg. Even at 0.2 mg/kg, 3B8 still reduced viral titers. Intramuscular delivery of DNA-encoded 3B8 resulted in in vivo mAb production of median serum levels up to 90 μg/ml, and protected hamsters against delta infection. Overall, our data mark 3B8 as a promising candidate against COVID-19, and highlight advances in both the identification and gene-based delivery of potent human mAbs.