Targeting the main protease of SARS-CoV-2 Inside host cells, the RNA genome of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is translated into two polyproteins that are cleaved to give the individual viral proteins. The main viral protease, known as Mpro or 3CLpro, plays a key role in these cleavages, making it an important drug target. Drayman et al . identified eight drugs that target 3CLpro from a library of 1900 clinically safe drugs. Because of the challenge of working with SARS-CoV-2, they started by screening for drugs that inhibit the replication of a human coronavirus that causes the common cold. They then evaluated the top hits for inhibiting SARS-CoV-2 replication and for inhibiting 3CLpro. Masitinib, a broad antiviral, inhibited the main proteases of coronaviruses and picornaviruses and was effective in reducing SARS-CoV-2 replication in mice. —VV

There is an urgent need for anti-viral agents that treat SARS-CoV-2 infection. The shortest path to clinical use is repurposing of drugs that have an established safety profile in humans. Here, we first screened a library of 1,900 clinically safe drugs for inhibiting replication of OC43, a human beta-coronavirus that causes the common-cold and is a relative of SARS-CoV-2, and identified 108 effective drugs. We further evaluated the top 26 hits and determined their ability to inhibit SARS-CoV-2, as well as other pathogenic RNA viruses. 20 of the 26 drugs significantly inhibited SARS-CoV-2 replication in human lung cells (A549 epithelial cell line), with EC50 values ranging from 0.1 to 8 micromolar. We investigated the mechanism of action for these and found that masitinib, a drug originally developed as a tyrosine-kinase inhibitor for cancer treatment, strongly inhibited the activity of the SARS-CoV-2 main protease 3CLpro. X-ray crystallography revealed that masitinib directly binds to the active site of 3CLpro, thereby blocking its enzymatic activity. Mastinib also inhibited the related viral protease of picornaviruses and blocked picornaviruses replication. Thus, our results show that masitinib has broad anti-viral activity against two distinct beta-coronaviruses and multiple picornaviruses that cause human disease and is a strong candidate for clinical trials to treat SARS-CoV-2 infection.

Abstract Metabolism is key to cellular processes that underlie the ability of a virus to productively infect. Polyamines are small metabolites vital for many host cell processes including proliferation, transcription, and translation. Polyamine depletion also inhibits virus infection via diverse mechanisms, including inhibiting polymerase activity and viral translation. We showed that Coxsackievirus B3 (CVB3) attachment requires polyamines; however, the mechanism was unknown. Here, we report polyamines’ involvement in translation, through a process called hypusination, promotes expression of cholesterol synthesis genes by supporting SREBP2 translation, the master transcriptional regulator of cholesterol synthesis genes. Measuring bulk transcription, we found polyamines support expression of cholesterol synthesis genes, regulated by SREBP2. Polyamine depletion inhibits CVB3 by depleting cellular cholesterol. Exogenous cholesterol rescues CVB3 attachment, and mutant CVB3 resistant to polyamine depletion exhibits resistance to cholesterol perturbation. This study provides a novel link between polyamine and cholesterol homeostasis, a mechanism through which polyamines impact CVB3 infection.