Diseases caused by new viruses costs thousands if not millions of human lives and trillions of dollars in damage to the global economy. Despite the rapid development of vaccines for SARS-CoV-2, the lack of small molecule antiviral drugs that work against multiple viral families (broad-spectrum antivirals; BSAs) has left the entire world’s human population vulnerable to the infection between the beginning of the outbreak and the widespread availability of vaccines. Developing BSAs is an attractive, yet challenging, approach that could prevent the next, inevitable, viral outbreak from becoming a global catastrophe. To explore whether historical medicinal chemistry efforts suggest the possibility of discovering novel BSAs, we (i) identified, collected, curated, and integrated all chemical bioactivity data available in ChEMBL for molecules tested in respective assays for 13 emerging viruses that, based on published literature, hold the greatest potential threat to global human health; (ii) identified and solved the challenges related to data annotation accuracy including assay description ambiguity, missing cell or target information, and incorrect BioAssay Ontology (BAO) annotations; (iii) developed a highly curated and thoroughly annotated database of compounds tested in both phenotypic (21,392 entries) and target-based (11,123 entries) assays for these viruses; and (iv) identified a subset of compounds showing BSA activity. For the latter task, we eliminated inconclusive and annotated duplicative entries by checking the concordance between multiple assay results and identified eight compounds active against 3-4 viruses from the phenotypic data, 16 compounds active against two viruses from the target-based data, and 35 compounds active in at least one phenotypic and one target-based assay. The pilot version of our SMACC (Small Molecule Antiviral Compound Collection) database contains over 32,500 entries for 13 viruses. Our analysis indicates that previous research yielded very small number of BSA compounds. We posit that focused and coordinated efforts strategically targeting the discovery of such agents must be established and maintained going forward. The SMACC database publicly available at https://smacc.mml.unc.edu may serve as a reference for virologists and medicinal chemists working on the development of novel BSA agents in preparation for future viral outbreaks.

Abstract Helicases have emerged as promising targets for the development of antiviral drugs; however, the family remains largely undrugged. To support the focused development of viral helicase inhibitors we identified, collected, and integrated all chemogenomics data for all available helicases from the ChEMBL database. After thoroughly curating and enriching the data with relevant annotations we have created a derivative database of helicase inhibitors which we dubbed Heli-SMACC ( Heli case-targeting SMA ll Molecule C ompound C ollection). The current version of Heli-SMACC contains 20,432 bioactivity entries for viral, human, and bacterial helicases. We have selected 30 compounds with promising viral helicase activity and tested them in a SARS-CoV-2 NSP13 ATPase assay. Twelve compounds demonstrated ATPase inhibition and a consistent dose-response curve. The Heli-SMACC database may serve as a reference for virologists and medicinal chemists working on the development of novel helicase inhibitors. Heli-SMACC is publicly available at https://smacc.mml.unc.edu . Highlights We created a curated Helicase-Targeting SMAll Molecule Compound Collection (Heli-SMACC). Heli-SMACC covers 29 human, viral, and bacterial helicases. Twelve of thirty selected compounds demonstrated inhibitory activity in a SARS-CoV-2 NSP13 ATPase Assay. Heli-SMACC is freely available online at https://smacc.mml.unc.edu . TOC Graphic

Skin sensitization is a significant concern for chemical safety assessments. Traditional animal assays often fail to predict human responses accurately, and ethical constraints limit the collection of human data, necessitating a need for reliable in silico models of skin sensitization prediction. This study introduces HuSSPred, an in silico tool based on the Human Predictive Patch Test (HPPT). HuSSPred aims to enhance the reliability of predicting human skin sensitization effects for chemical agents to support their regulatory assessment. We have curated an extensive HPPT database and performed chemical space analysis and grouping. Binary and multiclass QSAR models were developed with Bayesian hyperparameter optimization. Model performance was evaluated via five-fold cross-validation. We performed model validation with reference data from the Defined Approaches for Skin Sensitization (DASS) app. HuSSPred models demonstrated strong predictive performance with CCR ranging from 55 to 88%, sensitivity between 48 and 89%, and specificity between 37 and 92%. The positive predictive value (PPV) ranged from 84 to 97%, versus negative predictive value (NPV) from 22 to 65%, and coverage was between 75 and 93%. Our models exhibited comparable or improved performance compared to existing tools, and the external validation showed the high accuracy and sensitivity of the developed models. HuSSPred provides a reliable, open-access, and ethical alternative to traditional testing for skin sensitization. Its high accuracy and reasonable coverage make it a valuable resource for regulatory assessments, aligning with the 3Rs principles. The publicly accessible HuSSPred web tool offers a user-friendly interface for predicting skin sensitization based on chemical structure.