Abstract Current approaches of drugs repurposing against 2019 coronavirus disease (COVID-19) have not proven overwhelmingly successful and the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) pandemic continues to cause major global mortality. Daclatasvir (DCV) and sofosbuvir (SFV) are clinically approved against hepatitis C virus (HCV), with satisfactory safety profile. DCV and SFV target the HCV enzymes NS5A and NS5B, respectively. NS5A is endowed with pleotropic activities, which overlap with several proteins from SARS-CoV-2. HCV NS5B and SARS-CoV-2 nsp12 are RNA polymerases that share homology in the nucleotide uptake channel. We thus tested whether SARS-COV-2 would be susceptible these anti-HCV drugs. DCV consistently inhibited the production of infectious SARS-CoV-2 in Vero cells, in the hepatoma cell line (HuH-7) and in type II pneumocytes (Calu-3), with potencies of 0.8, 0.6 and 1.1 μM, respectively. Although less potent than DCV, SFV and its nucleoside metabolite inhibited replication in Calu-3 cells. Moreover, SFV/DCV combination (1:0.15 ratio) inhibited SARS-CoV-2 with EC 50 of 0.7:0.1 μM in Calu-3 cells. SFV and DCV prevented virus-induced neuronal apoptosis and release of cytokine storm-related inflammatory mediators, respectively. Both drugs inhibited independent events during RNA synthesis and this was particularly the case for DCV, which also targeted secondary RNA structures in the SARS-CoV-2 genome. Concentrations required for partial DCV in vitro activity are achieved in plasma at Cmax after administration of the approved dose to humans. Doses higher than those approved may ultimately be required, but these data provide a basis to further explore these agents as COVID-19 antiviral candidates.

Zika virus (ZIKV) is a member of Flaviviridae family, as other agents of clinical significance, such as dengue (DENV) and hepatitis C (HCV) viruses. ZIKV spread from Africa to Pacific and South American territories, emerging as an etiological pathogen of neurological disorders, during fetal development and in adulthood. Therefore, antiviral drugs able to inhibit ZIKV replication are necessary. Broad spectrum antivirals, such as interferon, ribavirin and favipiravir, are harmful for pregnant animal models and women. The clinically approved uridine nucleotide analog anti-HCV drug, sofosbuvir, has not been affiliated to teratogenicity. Sofosbuvir target the most conserved protein over the members of the Flaviviridae family, the viral RNA polymerase. We thus studied ZIKV susceptibility to sofosbovir. We initially characterized a Brazilian ZIKV strain for use in experimental assays. Sofosbuvir inhibits the Brazilian ZIKV replication in a dose-dependent manner, both in BHK-21 cells and SH-Sy5y, by targeting ZIKV RNA polymerase activity, with the involvement of conserved amino acid residues over the members of Flaviviridae family. The identification of clinically approved antiviral drugs endowed with anti-ZIKV could reduce the time frame in pre-clinical development. Altogether, our data indicates that sofosbuvir chemical structure is endowed with anti-ZIKV activity.

Yellow fever virus (YFV) is a member of the Flaviviridae family, that causes major mortality. In Brazil, YFV activity increased in the last years. It has been registered that sylvatic, instead of urban, yellow fever (YF) leads our contemporary public health concern. Low vaccinal coverage leaves the human population near the jangle vulnerable to the outbreak, making it necessary to identify therapeutic options. Repurposing of clinically approved antiviral drugs represents an alternative for such identification. Other Flaviviruses, such Zika (ZIKV) and dengue (DENV) viruses, are susceptible to Sofosbuvir, a clinically approved drug against hepatitis C virus (HCV). Moreover, sofosbuvir has a safety record on critically ill hepatic patients, making it an attractive option. Our data show that YFV RNA polymerase uses conserved amino acid resides for nucleotide binding to dock sofosbuvir. This drug inhibited YFV replication in different lineages of human hepatoma cells, Huh-7 and HepG2, with EC50 value of 4.8 μM. Sofosbuvir protected YFV-infected neonatal Swiss mice from mortality and weight loss. Our pre-clinical results indicate that sofosbuvir could represent an option against YFV.

Chikungunya virus (CHIKV) causes a febrile disease associated with chronic arthralgia, which may progress to neurological impairment. Chikungunya fever (CF) is a consolidated public health problem, in tropical and subtropical regions of the world, where control of CHIKV vector, mosquitos of the Aedes genus, failed. Since there is no vaccine or specific treatment against CHIKV, infected patients receive only palliative care to alleviate pain and arthralgia. Thus, drug repurposing is necessary to identify antivirals against CHIKV. Recently, the structure and activity of CHIKV RNA polymerase was partially resolved, revealing similar aspects with the enzyme counterparner on other positive sense RNA viruses, such as members of the Flaviviridae family. We then evaluated if sofosbuvir, clinically approved against hepatitis C virus RNA polymerase, which also aims to dengue, Zika and yellow fever viruses replication, would inhibit CHIKV replication. Indeed, sofosbuvir was 5-times more selective in inhibiting CHIKV production in human hepatoma cells than ribavirin, a pan-antiviral drug. Although CHIKV replication in human induced pluripotent stem cell (iPS)-derived astrocytes was less sensitive to sofosbuvir, compared to hepatoma cells; this drug still impaired virus production and cell death in a MOI-dependent manner. Sofosbuvir also exhibited antiviral activity in vivo, by preventing CHIKV-induced paw oedeme in adult mice, at 20 mg/kg/day, and mortality on neonate mice model, at 40 and 80 mg/kg/day. Our data demonstrates that a prototypic alphavirus, CHIKV, is also susceptible to sofosbuvir. Since this is a clinically approved drug, it could pave the way to become a therapeutic option against CF.

Abstract Adenylyl cyclases (ACs) catalyze the production of the second messenger cyclic adenosine monophosphate from adenosine triphosphate. Among the ten different AC isoforms, studies with knockout animals indicate that inhibition of AC1 can relieve pain and reduce behaviors linked to opioid dependence. We previously identified ST034307 as a selective inhibitor of AC1. The development of an AC1-selective inhibitor now provides the opportunity to further study the therapeutic potential of inhibiting this protein in pre-clinical animal models of pain and related adverse reactions. In the present study we have shown that ST034307 relieves pain in mouse models of formalin-induced inflammatory pain, acid-induced visceral pain, and acid-depressed nesting. In addition, ST034307 did not cause analgesic tolerance after chronic dosing. We also show that the compound is restricted to the periphery following subcutaneous injections and report the predicted molecular interaction between ST034307 and AC1. Our results indicate that AC1 inhibitors represent a promising new class of analgesic agents that treat pain and appear to produce less adverse effects than currently-used opioids.