We have previously identified methylene blue, a tricyclic phenothiazine dye approved for clinical use for the treatment of methemoglobinemia and used for other medical applications, as a small-molecule inhibitor of the protein-protein interaction (PPI) between the spike protein of the SARS-CoV-2 coronavirus and ACE2, the first critical step of the attachment and entry of this coronavirus responsible for the COVID-19 pandemic. Here, we show that methylene blue concentration-dependently inhibits this PPI for the spike protein of the original strain as well as for those of variants of concerns such as the D614G mutant and delta (B.1.617.2) with IC50 in the low micromolar range (1-5 μM). Methylene blue also showed promiscuous activity and inhibited several other PPIs of viral proteins (e.g., HCoV-NL63 - ACE2, hepatitis C virus E - CD81) as well as others (e.g., IL-2 - IL-2Rα) with similar potency. This non-specificity notwithstanding, methylene blue inhibited the entry of pseudoviruses bearing the spike protein of SARS-CoV-2 in hACE2-expressing host cells both for the original strain and the delta variant. It also blocked SARS-CoV-2 (B.1.5) virus replication in Vero E6 cells with an IC50 in the low micromolar range (1.7 μM) when assayed using quantitative PCR of the viral RNA. Thus, while it seems to be a promiscuous PPI inhibitor with low micromolar activity and it has a relatively narrow therapeutic index, methylene blue inhibits entry and replication of SARS-CoV-2, including several of its mutant variants, and has potential as a possible inexpensive, broad-spectrum, orally bioactive small-molecule antiviral for the prevention and treatment of COVID-19.

Abstract Cardiac myosin energetic states that regulate heart contractility define interactions of myosin cross-bridges with actin-containing thin filaments have been functionally linked with the pathology of hypertrophic cardiomyopathy (HCM). In particular, the balance between the disordered relaxed (DRX) and super relaxed (SRX) states that correlate respectively with enhanced force and energy conservation significantly determine myocardial performance and energy utilization. Compelling evidence suggests that a balanced SRX and DRX states proportion is a prerequisite for long-term cardiac health. Whereas roles for altered SRX: DRX proportions in HCM have been studied in depth, the mechanics of sarcomeric dysfunction and SRX: DRX proportions have not been reported in models of acquired heart failure (HF) including HF with preserved ejection fraction (HFpEF). Here, we quantified SRX andDRX myosin populations in two mouse models of HFpEF, including Alport and LDLR/P407 mice that represent cardiorenal/hypertensive and cardiometabolic/hyperlipidemic mouse models of HFpEF, respectively. We report significant changes in the SRX:DRX in both HFpEF mouse models, with an increased DRX state associated with Alport mice and a stabilized SRX state associated with LDLR/P407 mice. These findings correlate respectively with the hypercontractility and metabolic dysregulation with bradycardia phenotypes.

ABSTRACT Alport syndrome (AS) is a rare disease of the glomerular basement membrane type IV collagen causing progressive renal failure. We reported increased accumulation of low-density lipoprotein (LDL) receptor (LDLR) and subsequent LDL cholesterol (LDL-C) uptake in renal tubular epithelial cells (TEC) in Alport mice, but the mechanisms regulating LDLR stability and function remain unknown. Here, we show that a selective β 2 -Adrenoceptor (β 2 AR) agonist, salbutamol, decreased LDLR levels and LDL-C uptake in Alport kidneys accompanied with reduced albuminuria and improved cardiac systolic and diastolic function. Similarly, salbutamol decreased LDL-C uptake in HK2 and HEK293 human renal epithelial cell lines, in smooth muscle cells from an X-linked hereditary nephropathy dog model (a large animal model of AS), and in TECs differentiated from AS patient-derived iPSCs. We show that the Rac1/Cdc42 guanine nucleotide exchange factor β1Pix blocked β 2 AR-induced LDLR degradation and, hence, increased LDL-C uptake. β1Pix also abrogated ubiquitination and degradation of LDLR induced by the inducible degrader of the LDLR (IDOL), an E3 ubiquitin ligase that promotes lysosomal LDLR ubiquitination and degradation. We identify a multimolecular complex comprised of βPix, IDOL, and LDLR and demonstrate that βPix counteracts β 2 AR-mediated LDLR degradation by sequestering IDOL. Our findings show βPix acts as a significant post-transcriptional regulator of IDOL-mediated LDLR degradation and identify β 2 AR activation as a potential treatment for Alport pathology.