The SARS coronavirus 2 (SARS-CoV-2) has caused an ongoing global pandemic with currently 29 million confirmed cases and close to a million deaths. At this time, there are no FDA-approved vaccines or therapeutics for COVID-19, but Emergency Use Authorization has been granted for remdesivir, a broad-spectrum antiviral nucleoside analog. However, remdesivir is only moderately efficacious against SARS-CoV-2 in the clinic, and improved treatment strategies are urgently needed. To accomplish this goal, we devised a strategy to identify compounds that act synergistically with remdesivir in preventing SARS-CoV-2 replication. We conducted combinatorial high-throughput screening in the presence of submaximal remdesivir concentrations, using a human lung epithelial cell line infected with a clinical isolate of SARS-CoV-2. We identified 20 approved drugs that act synergistically with remdesivir, many with favorable pharmacokinetic and safety profiles. Strongest effects were observed with established antivirals, Hepatitis C virus nonstructural protein 5 A (HCV NS5A) inhibitors velpatasvir and elbasvir. Combination with their partner drugs sofosbuvir and grazoprevir further increased efficacy, increasing remdesivir’s apparent potency 25-fold. We therefore suggest that the FDA-approved Hepatitis C therapeutics Epclusa (velpatasvir/sofosbuvir) and Zepatier (elbasvir/grazoprevir) should be fast-tracked for clinical evaluation in combination with remdesivir to improve treatment of acute SARS-CoV-2 infections.

Abstract Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), the causative agent of coronavirus disease 2019 (COVID-19), has emerged as a major global health threat. The COVID-19 pandemic has resulted in over 80 million cases and 1.7 million deaths to date while the number of cases continues to rise. With limited therapeutic options, the identification of safe and effective therapeutics is urgently needed. The repurposing of known clinical compounds holds the potential for rapid identification of drugs effective against SARS-CoV-2. Here we utilized a library of FDA-approved and well-studied preclinical and clinical compounds to screen for antivirals against SARS-CoV-2 in human pulmonary epithelial cells. We identified 13 compounds that exhibit potent antiviral activity across multiple orthogonal assays. Hits include known antivirals, compounds with anti-inflammatory activity, and compounds targeting host pathways such as kinases and proteases critical for SARS-CoV-2 replication. We identified seven compounds not previously reported to have activity against SARS-CoV-2, including B02, a human RAD51 inhibitor. We further demonstrated that B02 exhibits synergy with remdesivir, the only antiviral approved by the FDA to treat COVID-19, highlighting the potential for combination therapy. Taken together, our comparative compound screening strategy highlights the potential of drug repurposing screens to identify novel starting points for development of effective antiviral mono- or combination therapies to treat COVID-19.