ABSTRACT Methylene blue is an FDA and EMA approved drug with an excellent safety profile. It displays broad-spectrum virucidal activity in the presence of UV light and has been shown to be effective in inactivating various viruses in blood products prior to transfusions. In addition, its use has been validated for methemoglobinemia and malaria treatment. Here we show the virucidal activity of methylene blue at low micromolar concentrations and in the absence of UV activation against SARS-CoV2.

Influenza makes millions of people ill every year, placing a large burden on the healthcare system and the economy. To develop a novel treatment against influenza, we combined virucidal sialylated cyclodextrins with interferon lambda and demonstrated, in human airway epithelia, that the two compounds inhibit the replication of a clinical H1N1 strain more efficiently when administered together rather than alone. We investigated the mechanism of action of the combined treatment by single cell RNA sequencing analysis and found that both the single and combined treatments impair viral replication to different extents across distinct epithelial cell types. We also showed that each cell type comprises multiple sub-types, whose proportions are altered by H1N1 infection, and assess the ability of the treatments to restore them. To the best of our knowledge this is the first study investigating the effectiveness of an antiviral therapy by transcriptomic studies at the single cell level.

Abstract In recent decades, epidemics and pandemics have multiplied throughout the world, with viruses generally being the primary agents responsible. Among these, influenza viruses play a key role, as they cause severe respiratory distress, representing a major threat to public health. To enhance the response to viral disease outbreaks, there is a need for ready-to-use broad-spectrum antivirals. We have engineered macromolecules (named CD-SA) consisting of a β-cyclodextrin (CD) scaffold modified with hydrophobic linkers in the primary face, onto which unitary sialic acid (SA) epitopes are covalently grafted, this to mimic influenza virus host receptors. In this study, we demonstrated that CD-SA, with a unitary SA, without extensive polysaccharides or specific connectivity, acts as a potent virucidal antiviral against several variants of human influenza type A and type B viruses. We also assessed the genetic barrier to resistance of CD-SA in vitro and successfully delayed emergence of resistance by combining CD-SA with interferon-λ1 (IFN λ1). Finally, we completed the characterization of the antiviral activity by conducting both ex vivo and in vivo studies, demonstrating a potent antiviral effect in human airway epithelia and in a mouse model of infection, higher than that of Oseltamivir, a currently approved anti-influenza antiviral.

The ongoing COVID-19 pandemic has revealed that developing effective therapeutics against viruses might be outpaced by emerging variants, 1–5 waning immunity, 6–9 vaccine skepticism/hesitancy, 10–12 lack of resources, 13–16 and the time needed to develop virus-specific therapeutics, 17,18 emphasizing the importance of non-pharmaceutical interventions as the first line of defense against virus outbreaks and pandemics. 19–23 However, fighting the spread of airborne viruses has proven extremely challenging, 23–28 much more if this needs to be achieved on a global scale and in an environmentally-friendly manner. 29,30 Here, we introduce an aerosol filter made of granular material based on whey protein nanofibrils and iron oxyhydroxides nanoparticles. The material is environmentally-friendly, biodegradable, and composed mainly of a dairy industry byproduct. 31 It features remarkable filtration efficiencies between 95.91% and 99.99% for both enveloped and non-enveloped viruses, including SARS-CoV-2, the influenza A virus strain H1N1, enterovirus 71, bacteriophage Φ6, and bacteriophage MS2. The developed material is safe to handle and recycle, with a simple baking step sufficient to inactivate trapped viruses. The high filtration efficiency, virtually-zero environmental impact, and low cost of the material illuminate a viable role in fighting current and future pandemics on a global scale.

Summary SARS-CoV-2 is currently causing an unprecedented pandemic. While vaccines are massively deployed, we still lack effective large-scale antiviral therapies. In the quest for antivirals targeting conserved structures, we focused on molecules able to bind viral RNA secondary structures. Aminoglycosides are a class of antibiotics known to interact with the ribosomal RNA of both prokaryotes and eukaryotes and have previously been shown to exert antiviral activities by interacting with viral RNA. Here we show that the aminoglycoside geneticin is endowed with antiviral activity against all tested variants of SARS-CoV-2, in different cell lines and in a respiratory tissue model at non-toxic concentrations. The mechanism of action is an early inhibition of RNA replication and protein expression related to a decrease in the efficiency of the -1 programmed ribosomal frameshift (PRF) signal of SARS-CoV-2. Using in silico modelling, we have identified a potential binding site of geneticin in the pseudoknot of frameshift RNA motif. Moreover, we have selected, through virtual screening, additional RNA binding compounds, interacting with the same site with increased potency.

ABSTARCT The severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), responsible for the ongoing pandemic coronavirus disease 2019 (COVID-19) has triggered worldwide concerted efforts in an attempt to identify effective therapies. In the present study, we have identified two candidate agents with potential activity against SARS-CoV-2 which can be administered intranasally, namely, xylitol and grape seed fruit extract (GSE). A commercially available nasal spray (Xlear) combining xylitol and GSE has been available for years, but the antiviral effects of this solution have not been documented. This in vitro study examined the virucidal effect of Xlear against SARS-CoV-2. To this end, two independent sets of experiments were carried out to test the hypothesis that Xlear is an effective (Experiment I) and replicable (Experiment II) means to deactivate SARS-CoV-2. When tested against SARS-CoV-2, the test compound GSE 0.2% was the only compound effective at reducing >3 log10 CCID50 infectious virus from, 3.67 log10 CCID50/0.1 mL to an undetectable amount of infectious virus. The present results validated by two independent sets of experiments, performed by different labs, on different viral strains, provide early evidence to encourage further pilot and clinical studies aimed at investigating the use of Xlear as a potential treatment for COVID-19

Influenza is one of the most widespread viral infections worldwide and represents a major public health problem. The risk of new pandemics remains high and it is likely that the development of a vaccine against strongly virulent influenza strains would take too long, hence would not help the initial fight of the pandemic. Antiviral drugs are available but they are far from ideal. Arguably, the ideal antiviral should target conserved viral domains and be virucidal, i.e. irreversibly inhibit viral infectivity. Here, we describe a new class of anti-influenza macromolecules that meets these criteria and displays exceedingly low toxicity. These compounds are based on a cyclodextrin core modified on its primary face with long hydrophobic linkers terminated in 6 sialyl-N-acetyllactosamine (6 SLN) or 3 SLN. SLN enables nanomolar inhibition of the viruses while the hydrophobic linkers confer irreversibility to the inhibition. We show that these cyclodextrins are effective against several human or avian influenza strains in vitro, as well as against a 2009 pandemic influenza strain ex vivo and in vivo. Importantly, replacing the hydrophobic linkers with hydrophilic ones results in molecules that are totally ineffective ex vivo, confirming the importance of the virucidal mechanism in the quest of a truly effective antiviral drug.

Summary Because of high mutation rates, viruses constantly adapt to new environments. When propagated in cell lines, certain viruses acquire positively charged amino acids on their surface proteins, enabling them to utilize negatively charged heparan sulfate (HS) as an attachment receptor. In this study, we used enterovirus A71 (EV-A71) as model and demonstrated that unlike the parental MP4 variant, the cell-adapted strong HS-binder MP4-97R/167G does not require acidification for uncoating and releases its genome in the neutral or weakly acidic environment of early endosomes. We experimentally confirmed that this pH-independent entry is not associated with the use of HS as an attachment receptor but rather with compromised capsid stability. We then extended these findings to another HS-dependent strain, suggesting that adaptation to HS generally modifies capsid stability and alters entry mechanism. Our data show EV-A71 pH-independent entry for the first time and, more importantly, highlight the intricate interplay between HS-binding, capsid stability, and viral fitness, wherein enhanced multiplication in cell lines leads to attenuation in hostile in vivo environments such as the gastrointestinal tract.

This study introduces the nanobromhexine lipid particle (NBL) platform designed for effective pulmonary drug delivery. Inspired by respiratory virus transport mechanisms, NBL address challenges associated with mucus permeation and inflammation in pulmonary diseases. Composed of low molecular weight polyethylene glycol-coated lipid nanoparticles with bromhexine hydrochloride, NBL exhibit a size of 118 ± 24 nm, a neutral zeta potential, osmolarity of 358 ± 28 mOsmol/kg, and a pH of 6.5. Nebulizing without leakage and showing no toxicity to epithelial cells, NBL display mucoadhesive properties with a 60% mucin-binding efficiency. They effectively traverse the dense mucus layer of Calu-3 cultures in an air-liquid interface, as supported by a 55% decrease in MUC5AC density and a 29% increase in nanoparticles internalization compared to non-exposed cells. In assessing immunomodulatory effects, NBL treatment in SARS-CoV-2-infected lung cells leads to a 40-fold increase in anti-inflammatory MUC1 gene expression, a proportional reduction in pro-inflammatory IL-6 expression, and elevated anti-inflammatory IL-10 expression. These findings suggest a potential mechanism to regulate the excessive IL-6 expression triggered by virus infection. Therefore, the NBL platform demonstrates promising potential for efficient pulmonary drug delivery and immunomodulation, offering a novel approach to addressing mucus permeation and inflammation in pulmonary diseases.