Coronaviruses (CoVs) traffic frequently between species resulting in novel disease outbreaks, most recently exemplified by the newly emerged SARS-CoV-2, the causative agent of COVID-19. Here, we show that the ribonucleoside analog β-d-N

All coronaviruses known to have recently emerged as human pathogens probably originated in bats1. Here we use a single experimental platform based on immunodeficient mice implanted with human lung tissue (hereafter, human lung-only mice (LoM)) to demonstrate the efficient in vivo replication of severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-CoV), Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV) and severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), as well as two endogenous SARS-like bat coronaviruses that show potential for emergence as human pathogens. Virus replication in this model occurs in bona fide human lung tissue and does not require any type of adaptation of the virus or the host. Our results indicate that bats contain endogenous coronaviruses that are capable of direct transmission to humans. Our detailed analysis of in vivo infection with SARS-CoV-2 in human lung tissue from LoM showed a predominant infection of human lung epithelial cells, including type-2 pneumocytes that are present in alveoli and ciliated airway cells. Acute infection with SARS-CoV-2 was highly cytopathic and induced a robust and sustained type-I interferon and inflammatory cytokine and chemokine response. Finally, we evaluated a therapeutic and pre-exposure prophylaxis strategy for SARS-CoV-2 infection. Our results show that therapeutic and prophylactic administration of EIDD-2801—an oral broad-spectrum antiviral agent that is currently in phase II/III clinical trials—markedly inhibited SARS-CoV-2 replication in vivo, and thus has considerable potential for the prevention and treatment of COVID-19. Human and bat coronaviruses replicate efficiently in immunodeficient mice implanted with human lung tissue, and treatment or prophylaxis using EIDD-2801 in this model suggests that this oral antiviral agent may be effective in preventing COVID-19.

The COVID-19 pandemic has underscored the critical need for broad-spectrum therapeutics against respiratory viruses. Respiratory syncytial virus (RSV) is a major threat to pediatric patients and the elderly. We describe 4'-fluorouridine (4'-FlU, EIDD-2749), a ribonucleoside analog that inhibits RSV, related RNA viruses, and SARS-CoV-2 with high selectivity index in cells and well-differentiated human airway epithelia. Polymerase inhibition in in vitro RdRP assays established for RSV and SARS-CoV-2 revealed transcriptional pauses at positions i or i +3/4 post-incorporation. Once-daily oral treatment was highly efficacious at 5 mg/kg in RSV-infected mice or 20 mg/kg in ferrets infected with SARS-CoV-2 WA1/2020 or variant-of-concern (VoC) isolate CA/2020, initiated 24 or 12 hours after infection, respectively. These properties define 4'-FlU as a broad-spectrum candidate for the treatment of RSV, SARS-CoV-2 and related RNA virus infections.4'-Fluorouridine is an orally available ribonucleoside analog that efficiently treats RSV and SARS-CoV-2 infections in vivo .

Coronaviruses (CoVs) traffic frequently between species resulting in novel disease outbreaks, most recently exemplified by the newly emerged SARS-CoV-2. Herein, we show that the ribonucleoside analog Beta-D-N4-hydroxycytidine (NHC, EIDD-1931) has broad spectrum antiviral activity against SARS-CoV 2, MERS-CoV, SARS-CoV, and related zoonotic group 2b or 2c Bat-CoVs, as well as increased potency against a coronavirus bearing resistance mutations to another nucleoside analog inhibitor. In mice infected with SARS-CoV or MERS-CoV, both prophylactic and therapeutic administration of EIDD-2801, an orally bioavailable NHC-prodrug (Beta-D-N4-hydroxycytidine-5[']-isopropyl ester), improved pulmonary function, and reduced virus titer and body weight loss. Decreased MERS-CoV yields in vitro and in vivo were associated with increased transition mutation frequency in viral but not host cell RNA, supporting a mechanism of lethal mutagenesis. The potency of NHC/EIDD-2801 against multiple coronaviruses, its therapeutic efficacy, and oral bioavailability in vivo, all highlight its potential utility as an effective antiviral against SARS-CoV-2 and other future zoonotic coronaviruses.

ABSTRACT The unprecedented magnitude of the 2013-2016 Ebola virus (EBOV) epidemic in West Africa resulted in over 11,000 deaths and spurred an international public health emergency. A second outbreak in 2018-2020 in DRC resulted in an additional >3400 cases and nearly 2300 deaths (WHO Disease Outbreak News: Update 26 June, 2020). These large outbreaks across geographically diverse regions highlight the need for the development of effective oral therapeutic agents that can be easily distributed for self-administration to populations with active disease or at risk of infection. Herein, we report the in vivo efficacy of N 4 -hydroxycytidine (EIDD-1931), a broadly active ribonucleoside analog and the active metabolite of the prodrug EIDD-2801 (molnupiravir), in murine models of lethal EBOV infection. Twice daily oral dosing with EIDD-1931 at 200 mg/kg for 7 days, initiated either with a prophylactic dose 2 hours before infection, or as therapeutic treatment starting 6 hours post-infection, resulted in 92-100% survival of mice challenged with lethal doses of EBOV, reduced clinical signs of Ebola virus disease (EVD), reduced serum virus titers, and facilitated weight loss recovery. These results support further investigation of molnupiravir as a potential therapeutic or prophylactic treatment for EVD.