Outbreaks of emerging infections present health professionals with the unique challenge of trying to select appropriate pharmacologic treatments in the clinic with little time available for drug testing and development. Typically, clinicians are left with general supportive care and often untested convalescent-phase plasma as available treatment options. Repurposing of approved pharmaceutical drugs for new indications presents an attractive alternative to clinicians, researchers, public health agencies, drug developers, and funding agencies. Given the development times and manufacturing requirements for new products, repurposing of existing drugs is likely the only solution for outbreaks due to emerging viruses. In the studies described here, a library of 290 compounds was screened for antiviral activity against Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV) and severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-CoV). Selection of compounds for inclusion in the library was dependent on current or previous FDA approval or advanced clinical development. Some drugs that had a well-defined cellular pathway as target were included. In total, 27 compounds with activity against both MERS-CoV and SARS-CoV were identified. The compounds belong to 13 different classes of pharmaceuticals, including inhibitors of estrogen receptors used for cancer treatment and inhibitors of dopamine receptor used as antipsychotics. The drugs identified in these screens provide new targets for in vivo studies as well as incorporation into ongoing clinical studies.

ABSTRACT Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV) is a lineage C betacoronavirus, and infections with this virus can result in acute respiratory syndrome with renal failure. Globally, MERS-CoV has been responsible for 877 laboratory-confirmed infections, including 317 deaths, since September 2012. As there is a paucity of information regarding the molecular pathogenesis associated with this virus or the identities of novel antiviral drug targets, we performed temporal kinome analysis on human hepatocytes infected with the Erasmus isolate of MERS-CoV with peptide kinome arrays. bioinformatics analysis of our kinome data, including pathway overrepresentation analysis (ORA) and functional network analysis, suggested that extracellular signal-regulated kinase (ERK)/mitogen-activated protein kinase (MAPK) and phosphoinositol 3-kinase (PI3K)/serine-threonine kinase (AKT)/mammalian target of rapamycin (mTOR) signaling responses were specifically modulated in response to MERS-CoV infection in vitro throughout the course of infection. The overrepresentation of specific intermediates within these pathways determined by pathway and functional network analysis of our kinome data correlated with similar patterns of phosphorylation determined through Western blot array analysis. In addition, analysis of the effects of specific kinase inhibitors on MERS-CoV infection in tissue culture models confirmed these cellular response observations. Further, we have demonstrated that a subset of licensed kinase inhibitors targeting the ERK/MAPK and PI3K/AKT/mTOR pathways significantly inhibited MERS-CoV replication in vitro whether they were added before or after viral infection. Taken together, our data suggest that ERK/MAPK and PI3K/AKT/mTOR signaling responses play important roles in MERS-CoV infection and may represent novel drug targets for therapeutic intervention strategies.

The Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV) presents a novel emerging threat to public health worldwide. Several treatments for infected individuals have been suggested including IFN, ribavirin and passive immunotherapy with convalescent plasma. Administration of IFN-α2b and ribavirin has improved outcomes of MERS-CoV infection in rhesus macaques when administered within 8 h post-challenge. However, detailed and systematic evidence on the activity of other clinically available drugs is limited. Here we compared the susceptibility of MERS-CoV with different IFN products (IFN-α2b, IFN-γ, IFN-universal, IFN-α2a and IFN-β), as well as with two antivirals, ribavirin and mycophenolic acid (MPA), against MERS-CoV (Hu/Jordan-N3/2012) in vitro . Of all the IFNs tested, IFN-β showed the strongst inhibition of MERS-CoV in vitro , with an IC 50 of 1.37 U ml −1 , 41 times lower than the previously reported IC 50 (56.08 U ml −1 ) of IFN-α2b. IFN-β inhibition was confirmed in the virus yield reduction assay, with an IC 90 of 38.8 U ml −1 . Ribavirin did not inhibit viral replication in vitro at a dose that would be applicable to current treatment protocols in humans. In contrast, MPA showed strong inhibition, with an IC 50 of 2.87 µM. This drug has not been previously tested against MERS-CoV and may provide an alternative to ribavirin for treatment of MERS-CoV. In conclusion, IFN-β, MPA or a combination of the two may be beneficial in the treatment of MERS-CoV or as a post-exposure intervention in high-risk patients with known exposures to MERS-CoV.