ABSTRACT An escalating pandemic caused by the novel severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is impacting global health. Specific treatment options for diseases caused by SARS-CoV-2 are largely lacking. Herein, we used a pseudotype virus (pv) bearing the SARS-CoV-2 S glycoprotein to screen a botanical drug library to identify an agent against SARS-CoV-2 entry. All the four hits, including angeloylgomisin O, schisandrin B, procyanidin, and oleanonic acid, were identified for effective inhibition of SARS-CoV-2 S pv entry in the micromolar range. A mechanistic study revealed that these four agents inhibit SARS-CoV-2 S pv entry by blocking S-mediated membrane fusion. Furthermore, angeloylgomisin O, schisandrin B, and oleanonic acid inhibited authentic SARS-CoV-2 with a high selective index (SI). We also showed that all the four hits could also inhibit the entry of pv of Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV) and newly emerged SARS-CoV-2 variants (D614G, K417N/E484K/N501Y/D614G). In drug combination studies performed in cellular antiviral assays, angeloylgomisin O and schisandrin B displayed synergistic effects in combination with remdesivir. These results indicated that angeloylgomisin O, schisandrin B, procyanidin, and oleanonic acid can inhibit SARS-CoV-2 and that they are potential therapeutic agents for COVID-19.

ABSTRACT Lassa virus (LASV) glycoprotein complex (GPC) contains retained stable-signal peptide (SSP), GP1, and GP2. SSP interacts with GP2 and provides an interface targeted by numerous fusion inhibitors. Serially passaging of LASV with inhibitors allowed some adaptive mutants to be obtained of which most had mutations located in the transmembrane (TM) domain of GP2. In the current study, we focused on the F446L mutant, which is reported to confer resistance to ST-series inhibitors. We found that F446L conferred cross-resistance to structurally distinct inhibitors. Furthermore, F446L increased the fusion activities of LASV and Mopeia virus GPC, elevating the pH threshold for fusion of LASV and promoting fusion of MOPV at neutral pH. F446L exerted little effect on the pseudotype viral growth profile or thermostability. By introducing other residues to the conserved F446 locus, it was found that this site was less compatible with a similar tyrosine residue and was intolerable to charged residues. These results help characterize the fusion inhibitor target located in the TM domain of GP2, which should be useful for drug and vaccine design. IMPORTANCE The LASV SSP-GP2 interface provides an Achilles heel that is targeted by numerous inhibitors. However, the emergence of resistant viruses is a major concern for direct antiviral drugs. In this study, we investigated the F446L mutant located in the GPC TM domain to determine the relationship between drug resistance, membrane fusion activity, viral growth kinetics, and thermostability. These results will be helpful in monitoring drug-resistant variants, as well as the advancement of drug and vaccine design.

Abstract Lassa virus (LASV) belongs to the Old World genus Mammarenavirus , family Arenaviridae , and order Bunyavirales . Arenavirus contains a segmented negative-sense RNA genome, which is in line with the bunyavirus and orthomyxoviruses. The segmented negative-sense RNA viruses utilize a cap-snatching strategy to provide primers cleavaged from the host capped mRNA for viral mRNA transcription. As a similar strategy and the conformational conservation shared with these viruses, the endonuclease (EN) would serve as an attractive target for developing broad-spectrum inhibitors. Using the LASV minigenome (MG) system, we screened a fragment-based drug development library and found three candidates (F1204, F1781, and F1597) inhibited MG activity. All three candidates also inhibited the prototype arenavirus Lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV) MG activity. Furthermore, the investigation revealed that two benzotriazole compounds (F1204 and F1781) effectively inhibited authentic LCMV and severe fever with thrombocytopenia syndrome virus (SFTSV) infections. The combination of either compound with an arenavirus entry inhibitor had significant synergistic antiviral effects. Moreover, both F1204 and F1781 were found to exert the binding ability of LASV EN with binding affinity at the micromolar level. These findings provide a basis for developing benzotriazole compounds as potential candidates for the treatment of segmented negative-sense RNA virus infections. Importance Cap-snatching is the mRNA transcription strategy shared by all the segmented, negative-sense RNA viruses. Using a fragment-based drug development (FBDD) library, we tried to screen out the backbone compound to inhibit the endonuclease activity and thus block this kind of virus infection. Two benzotriazole compounds, F1204 and F1781, were identified to inhibit the Lassa virus (LASV) minigenome activity by targeting the LASV EN.

ABSTRACT The Lujo virus (LUJV) belongs to the Old World (OW) genus Mammarenavirus (family Arenaviridae); it is categorized as a biosafety level (BSL) 4 agent. Currently, there are no U.S. Food and Drug Administration (FDA)-approved drugs or vaccines specifically for LUJV or other pathogenic OW mammarenaviruses. Here, a high-throughput screening of an FDA-approved drug library was conducted using pseudotype viruses bearing LUJV envelope glycoprotein (GPC) to identify inhibitors of LUJV entry. Three hit compounds, trametinib, manidipine, and lercanidipine, were identified as LUJV entry inhibitors in the micromolar range. Mechanistic studies revealed that trametinib inhibited LUJV GPC-mediated membrane fusion by targeting C410 (located in the transmembrane (TM) domain), while manidipine and lercanidipine inhibited LUJV entry by acting as calcium channel blockers. Meanwhile, all three hits extended their antiviral spectra to the entry of other pathogenic mammarenaviruses. Furthermore, all three could inhibit the authentic prototype mammarenavirus, lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV), and could prevent infection at the micromolar level. This study shows that trametinib, manidipine, and lercanidipine are candidates for LUJV therapy, and highlights the critical role of calcium in LUJV infection. The presented findings reinforce the notion that the key residue(s) located in the TM domain of GPC provide an entry-targeted platform for designing mammarenavirus inhibitors. IMPORTANCE To date, only one LUJV outbreak has been recorded; it occurred in 2008 and resulted in a fatality rate of 80% (4/5 cases). Pathogenesis studies and therapeutic strategies are therefore urgently needed. Repurposing approved drugs can accelerate the development of drug design and facilitate the understanding of infectious mechanisms. Here, three compounds, trametinib, manidipine, and lercanidipine, were identified as entry inhibitors against LUJV. Studying the underling mechanisms revealed that a key residue (C410) in LUJV GPC modulates its sensitivity/resistance to trametinib and demonstrated the critical role of calcium in LUJV infection.

This work developed a BiOI@AgBiS 2 @NaYF 4 :Yb,Tm UV-vis-NIR-activated heterostructure photocatalyst showing marked improvement in solar energy harvesting.