Evaluación In Vitro de la actividad y mecanismo antiviral de compuestos dihalogenados derivados de la L-tirosina contra tres arbovirus de importancia en la salud pública en Colombia

Abstract

RESUMEN: Introducción y objetivos: Dado que ninguno de los tres arbovirus más relevantes en la salud pública de Colombia, DENV, ZIKV y CHIKV, tiene medicamentos antivirales autorizados específicos para tratar o prevenir la infección, el objetivo de este trabajo fue evaluar la posible actividad antiviral in vitro y mecanismo de acción de ocho compuestos derivados dihalogenados de L-tirosina. Métodos: Se probaron ocho compuestos sintéticos derivados de L-tirosina de tipo amina terciaria con diferentes sustituciones, fuera metilación de los grupos hidroxilo (-OH) que generó la clasificación en los cuatro grupos (1 a 4), y la dihalogenación en el anillo fenólico, fueran diclorados (C) o dibromados (B). Las estrategias antivirales fueron realizadas en células VERO contra DENV-2/S16803, ZIKV/Col y CHIKV/Col. Las partículas virales infecciosas fueron cuantificadas por plaqueo, la expresión de proteína viral por Cell-ELISA e inmunofluorescencia indirecta, las copias genómicas por RT-qPCR, las rutas metabólicas por metabolómica no dirigida por LC-MS/MS2 y las interacciones in silico por Autodock Vina.

Resultados: En el tamizaje inicial dos compuestos tuvieron actividad contra DENV-2, cinco contra ZIKV/Col y cinco contra CHIKV/Col. El mecanismo de acción de acción anti-DENV de ambos compuestos se relacionó con la replicación del genoma viral, además se encontraron diferencias en la inhibición de las etapas tempranas y la actividad virucida. En cuanto al mecanismo anti-ZIKV, se relacionó con la actividad virucida y la inhibición de la proteína viral que en todos los casos tuvo mecanismos diferentes en la inhibición de este proceso. Por último, el mecanismo de los compuestos anti-CHIKV, fue dependiente de la esterificación del compuesto y la metilación del OH fenólico, donde se evidenció actividad sobre el ciclo replicativo en compuestos no esterificados, y dirigida sobre rutas metabólicas de la célula hospedera en los compuestos esterificados; en ninguno de los casos hubo actividad virucida.

Conclusión: Se evidenció efecto antiviral de siete de los ocho compuestos por al menos uno de los modelos virales. Este efecto estuvo relacionado tanto con las diferencias estructurales como con el modelo viral y de igual manera con el posible mecanismo de acción.

ABSTRACT : Introduction and aim: Since none of the three most relevant arboviruses in public health in Colombia, DENV, ZIKV and CHIKV, have specific antiviral drugs authorized to treat or prevent their infection, the objective of this work was to evaluate the possible in vitro antiviral activity and mechanism of action of eight dihalogenated L-tyrosine derivatives.

Methods: Eight synthetic compounds derived from L-tyrosine (tertiary amine type) were tested with different substituents, including the methylation of the hydroxyl groups (-OH) that generated the classification in the four groups (1 to 4) and dihalogenation at the phenolic ring, whether they were dichlorinated (C) or dibrominated (B). The antiviral strategies were carried out in VERO cells against DENV-2/S16803, ZIKV/Col and CHIKV/Col. Infectious viral particles were quantified by plaque assay, viral protein expression by Cell-ELISA and indirect immunofluorescence, genomic copies/mL by RT‒qPCR. Metabolic changes were identified by nontargeted metabolomics by LC‒MS/MS2, and in silico interactions by Autodock Vina.

Results: In the initial screening, two compounds had activity against DENV-2, five against ZIKV/Col and five against CHIKV/Col. The anti-DENV mechanism of action of both compounds was related to viral genome replication, and differences were found in the inhibition of early stages and virucidal activity. The anti-ZIKV mechanism was related to the virucidal activity and inhibition of the viral protein, which in all cases had different mechanisms of inhibition. Finally, the mechanism of action of the anti-CHIKV compounds was dependent on the esterification of the compounds and the methylation of the phenolic -OH, where activity directed to the replicative cycle was detected in unesterified compounds, and activity related to metabolic pathways of the host cell, was detected in the esterified compounds; virucidal activity wasn’t observed in none of the cases.

Conclusion: Seven of the eight compounds had an antiviral effect on at least one of the viral models. This antiviral effect and the possible mechanism of action are related to both structural differences and the viral model.