A novel coronavirus, named SARS-CoV-2, emerged in 2019 in China and rapidly spread worldwide. As no approved therapeutics exists to treat COVID-19, the disease associated to SARS-Cov-2, there is an urgent need to propose molecules that could quickly enter into clinics. Repurposing of approved drugs is a strategy that can bypass the time-consuming stages of drug development. In this study, we screened the PRESTWICK CHEMICAL LIBRARY composed of 1,520 approved drugs in an infected cell-based assay. The robustness of the screen was assessed by the identification of drugs that already demonstrated in vitro antiviral effect against SARS-CoV-2. Thereby, 90 compounds were identified as positive hits from the screen and were grouped according to their chemical composition and their known therapeutic effect. Then EC50 and CC50 were determined for a subset of 15 compounds from a panel of 23 selected drugs covering the different groups. Eleven compounds such as macrolides antibiotics, proton pump inhibitors, antiarrhythmic agents or CNS drugs emerged showing antiviral potency with 2 < EC50 ≤ 20 µM. By providing new information on molecules inhibiting SARS-CoV-2 replication in vitro, this study provides information for the selection of drugs to be further validated in vivo. Disclaimer: This study corresponds to the early stages of antiviral development and the results do not support by themselves the use of the selected drugs to treat SARS-CoV-2 infection.

Summary A novel coronavirus, named SARS-CoV-2, emerged in 2019 from Hubei region in China and rapidly spread worldwide. As no approved therapeutics exists to treat Covid-19, the disease associated to SARS-Cov-2, there is an urgent need to propose molecules that could quickly enter into clinics. Repurposing of approved drugs is a strategy that can bypass the time consuming stages of drug development. In this study, we screened the Prestwick Chemical Library® composed of 1,520 approved drugs in an infected cell-based assay. 90 compounds were identified. The robustness of the screen was assessed by the identification of drugs, such as Chloroquine derivatives and protease inhibitors, already in clinical trials. The hits were sorted according to their chemical composition and their known therapeutic effect, then EC50 and CC50 were determined for a subset of compounds. Several drugs, such as Azithromycine, Opipramol, Quinidine or Omeprazol present antiviral potency with 2<EC50<20µM. By providing new information on molecules inhibiting SARS-CoV-2 replication in vitro , this study could contribute to the short-term repurposing of drugs against Covid-19.

Abstract Despite no or limited pre-clinical evidence, repurposed drugs are massively evaluated in clinical trials to palliate the lack of antiviral molecules against SARS-CoV-2. Here we used a Syrian hamster model to assess the antiviral efficacy of favipiravir, understand its mechanism of action and determine its pharmacokinetics. When treatment was initiated before or simultaneously to infection, favipiravir had a strong dose effect, leading to dramatic reduction of infectious titers in lungs and clinical alleviation of the disease. Antiviral effect of favipiravir correlated with incorporation of a large number of mutations into viral genomes and decrease of viral infectivity. The antiviral efficacy observed in this study was achieved with plasma drug exposure comparable with those previously found during human clinical trials and was associated with weight losses in animals. Thereby, pharmacokinetic and tolerance studies are required to determine whether similar effects can be safely achieved in humans.

Abstract Following the emergence of SARS-CoV-2, the search for an effective and rapidly available treatment was initiated worldwide based on repurposing of available drugs. Previous reports described the antiviral activity of certain tyrosine kinase inhibitors (TKIs) targeting the Abelson kinase 2 against pathogenic coronaviruses. Imatinib, one of them, has more than twenty years of safe utilization for the treatment of hematological malignancies. In this context, Imatinib was rapidly evaluated in clinical trials against Covid-19. Here, we present the pre-clinical evaluation of Imatinib in multiple models. Our results indicated that Imatinib and another TKI, the Masitinib, exhibit an antiviral activity in VeroE6 cells. However, Imatinib was inactive in a reconstructed bronchial human airway epithelium model. In vivo , Imatinib therapy failed to impair SARS-CoV-2 replication in a golden Syrian hamster model despite high concentrations in plasma and in the lung. Overall, these results do not support the use of Imatinib and similar TKIs as antivirals in the treatment of Covid-19.

Abstract The successive emergence of SARS-CoV-2 Omicron variants has completely changed the modalities of use of therapeutic monoclonal antibodies. Recent in vitro studies indicated that only Sotrovimab has maintained partial activity against BQ.1.1 and XBB.1. In the present study, we used the hamster model to determine whether Sotrovimab retains antiviral activity against these Omicron variants in vivo. Our results show that at exposures consistent with those observed in humans, Sotrovimab remains active against BQ.1.1 and XBB.1, although for BQ.1.1 the efficacy is lower than that observed against the first globally dominant Omicron sublineages BA.1 and BA.2.

Abstract SARS-CoV-2 variants are emerging with potential increased transmissibility highlighting the great unmet medical need for new therapies. Niclosamide is a potent anti-SARS-CoV-2 agent that has advanced in clinical development. We validate the potent antiviral efficacy of niclosamide in a SARS-CoV-2 human airway model. Furthermore, niclosamide is effective against the D614G, B.1.1.7 and B.1.351 variants. Our data further support the potent anti-SARS-CoV-2 properties of niclosamide and highlights its great potential as a therapeutic agent for COVID-19.

Abstract Since its emergence in 2019, circulating populations of the new coronavirus continuously acquired genetic diversity. At the end of 2020, a variant named 20I/501Y.V1 (lineage B.1.1.7) emerged and replaced other circulating strains in several regions. This phenomenon has been poorly associated to biological evidence that this variant and original strain exhibit different phenotypic characteristics. Here, we analyse the replication ability of this new variant in different cellular models using for comparison an ancestral D614G European strain (lineage B1). Results from comparative replication kinetics experiments in vitro and in a human reconstituted bronchial epithelium showed no difference. However, when both viruses were put in competition in a human reconstituted bronchial epithelium, the 20I/501Y.V1 variant outcompeted the ancestral strain. Altogether, these findings demonstrate that this new variant replicates more efficiently and could contribute to better understand the progressive replacement of circulating strains by the SARS-CoV-2 20I/501Y.V1 variant. Importance The emergence of several SARS-CoV-2 variants raised numerous questions concerning the future course of the pandemic. We are currently observing a replacement of the circulating viruses by the variant from the United Kingdom known as 20I/501Y.V1 from B.1.1.7 lineage but there is little biological evidence that this new variant exhibit a different phenotype. In the present study, we used different cellular models to assess the replication ability of the 20I/501Y.V1 variant. Our results showed that this variant replicate more efficiently in a human reconstituted bronchial epithelium, which may explain why it spreads so rapidly in human populations.

Abstract Zika virus (ZIKV) recently dispersed throughout the tropics and sub-tropics causing epidemics associated with congenital disease and neurological complications. There is currently no commercial vaccine for ZIKV. Here we describe the initial development of a chimeric virus containing the prM/E proteins of a ZIKV epidemic strain incorporated into a yellow fever 17-D attenuated backbone. Using the versatile and rapid ISA (Infectious Subgenomic Amplicons) reverse genetics method, we compared different constructs and confirmed the need to modify the cleavage site between the pre-peptide and prM protein. Genotypic characterization of the chimeras indicates that emergence of compensatory mutations in the E protein is required to restore virus replicative fitness. Using an immunocompromised mouse model, we demonstrate that mice infected with the chimeric virus produced levels of neutralizing antibodies close to those observed following infection with ZIKV and that pre-immunized mice were protected against viscerotropic and neuroinvasive virus following challenge with a heterologous strain of ZIKV. These data provide a sound basis for the future development of this ZIKV vaccine candidate.

Abstract To address the emergence of SARS-CoV-2, multiple clinical trials in humans were rapidly started, including those involving an oral treatment by nitazoxanide, despite no or limited pre-clinical evidence of antiviral efficacy. In this work, we present a complete pre-clinical evaluation of the antiviral activity of nitazoxanide against SARS-CoV-2. First, we confirmed the in vitro efficacy of nitazoxanide and tizoxanide (its active metabolite) against SARS-CoV-2. Then, we demonstrated nitazoxanide activity in a reconstructed bronchial human airway epithelium model. In a SARS-CoV-2 virus challenge model in hamsters, oral and intranasal treatment with nitazoxanide failed to impair viral replication in commonly affected organs. We hypothesized that this could be due to insufficient diffusion of the drug into organs of interest. Indeed, our pharmacokinetic study confirmed that concentrations of tizoxanide in organs of interest were always below the in vitro EC 50 . These preclinical results suggest, if directly applicable to humans, that the standard formulation and dosage of nitazoxanide is not effective in providing antiviral therapy for Covid-19.

Therapeutic monoclonal antibodies have been successful in protecting vulnerable populations against SARS-CoV-2. However, their effectiveness has been hampered by the emergence of new variants. To adapt the therapeutic landscape, health authorities have based their recommendations mostly on in vitro neutralization tests. However, these do not provide a reliable understanding of the changes in the dose-effect relationship and how they may translate into clinical efficacy. Taking the example of EvusheldTM (AZD7442), we aimed to investigate how in vivo data can provide critical quantitative results and project clinical effectiveness. We used the Golden Syrian hamster model to estimate 90 % effective concentrations (EC90) of AZD7442 in vivo against SARS-CoV-2 Omicron BA.1, BA.2 and BA.5 variants. While our in vivo results confirmed the partial loss of AZD7442 activity for BA.1 and BA.2, they showed a much greater loss of efficacy against BA.5 than that obtained in vitro. We analyzed in vivo EC90s in perspective with antibody levels measured in a cohort of immunocompromised patients who received 300 mg of AZD7442. We found that a substantial proportion of patients had serum levels of anti-SARS-CoV-2 spike protein IgG above the estimated in vivo EC90 for BA.1 and BA.2 (21 % and 92 % after 1 month, respectively), but not for BA.5. These findings suggest that AZD7442 is likely to retain clinical efficacy against BA.2 and BA.1, but not against BA.5. Overall, the present study illustrates the importance of complementing in vitro investigations by preclinical studies in animal models to help predict the efficacy of monoclonal antibodies in humans.