Abstract Since the detection of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) in human breastmilk, little is known about the antiviral property of human breastmilk to SARS-CoV-2 and its related pangolin coronavirus (GX_P2V). Here we present for the first time that whey protein from human breastmilk effectively inhibited both SARS-CoV-2 and GX_P2V by blocking viral attachment, entry and even post-entry viral replication. Moreover, human whey protein inhibited infectious virus production proved by the plaque assay. We found that whey protein from different species such as cow and goat also showed anti-coronavirus properties. And commercial bovine milk also showed similar activity. Interestingly, the main antimicrobial components of breastmilk, such as Lactoferrin and IgA antibody, showed limited anti-coronavirus activity, indicating that other factors of breastmilk may play the important anti-coronavirus role. Taken together, we reported that whey protein inhibits SARS-CoV-2 and its related virus of GX_P2V. These results rule out whey protein as a direct-acting inhibitor of SARS-CoV-2 and GX_P2V infection and replication and further investigation of its molecular mechanism of action in the context of COVID-19.

Abstract The global pandemic of COVID-19 caused by the severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2) infection confers great threat to the public health. Human breastmilk is an extremely complex with nutritional composition to nourish infants and protect them from different kinds of infection diseases and also SARS-CoV-2 infection. Previous studies have found that breastmilk exhibited potent antiviral activity against SARS-CoV-2 infection. However, it is still unknown which component(s) in the breastmilk is responsible for its antiviral activity. Here, we identified Lactoferrin (LF), MUC1 and α-Lactalbumin (α-LA) from human breastmilk by liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) and in vitro confirmation that inhibited SARS-CoV-2 infection and analyzed their antiviral activity using the SARS-CoV-2 pseudovirus system and transcription and replication-competent SARS-CoV-2 virus-like-particles (trVLP) in the Huh7.5, Vero E6 and Caco-2-N cell lines. Additionally, we found that LF and MUC1 could inhibit viral attachment, entry and post-entry replication, while α-LA just inhibit viral attachment and entry. Importantly, LF, MUC1 and α-LA possess potent antiviral activities towards not only wild-type but also variants such as B.1.1.7 (alpha), B.1.351 (beta), P.1 (gamma) and B.1.617.1 (kappa). Moreover, LF from other species (e.g., bovine and goat) is still capable of blocking viral attachment to cellular heparan sulfate. Taken together, our study provided the first line of evidence that human breastmilk components (LF, MUC1 and α-LA) are promising therapeutic candidates warranting further development or treatingVID-19 given their exceedingly safety levels.

PM