Published January 25, 2021 | Version v1
Publication Open

Molecular Docking Reveals Ivermectin and Remdesivir as Potential Repurposed Drugs Against SARS-CoV-2

Creators

  • 1. National Research Centre
  • 2. Rustaq College of Education
  • 3. Nanyang Technological University
  • 4. Taif University

Description

SARS-CoV-2 is a newly emerged coronavirus that causes a respiratory disease with variable severity and fatal consequences. It was first reported in Wuhan and subsequently caused a global pandemic. The viral spike protein binds with the ACE-2 cell surface receptor for entry, while TMPRSS2 triggers its membrane fusion. In addition, RNA dependent RNA polymerase (RdRp), 3′–5′ exoribonuclease (nsp14), viral proteases, N, and M proteins are important in different stages of viral replication. Accordingly, they are attractive targets for different antiviral therapeutic agents. Although many antiviral agents have been used in different clinical trials and included in different treatment protocols, the mode of action against SARS-CoV-2 is still not fully understood. Different potential repurposed drugs, including, chloroquine, hydroxychloroquine, ivermectin, remdesivir, and favipiravir, were screened in the present study. Molecular docking of these drugs with different SARS-CoV-2 target proteins, including spike and membrane proteins, RdRp, nucleoproteins, viral proteases, and nsp14, was performed. Moreover, the binding affinities of the human ACE-2 receptor and TMPRSS2 to the different drugs were evaluated. Molecular dynamics simulation and MM-PBSA calculation were also conducted. Ivermectin and remdesivir were found to be the most promising drugs. Our results suggest that both these drugs utilize different mechanisms at the entry and post-entry stages and could be considered potential inhibitors of SARS-CoV-2 replication.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

فيروس كورونا 2 المرتبط بمتلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة (SARS - CoV -2) هو فيروس تاجي ناشئ حديثًا يسبب مرضًا تنفسيًا مع شدة متغيرة وعواقب مميتة. تم الإبلاغ عنه لأول مرة في ووهان وتسبب لاحقًا في جائحة عالمية. يرتبط بروتين المسمار الفيروسي بمستقبل سطح الخلية ACE -2 للدخول، بينما يؤدي TMPRSS2 إلى اندماج الغشاء. بالإضافة إلى ذلك، فإن بوليميراز الحمض النووي الريبوزي المعتمد على الحمض النووي الريبوزي (RdRp)، 3 ′-5 ′ exoribonuclease (nsp14)، والبروتينات الفيروسية، وبروتينات N، و M مهمة في مراحل مختلفة من التكاثر الفيروسي. وفقًا لذلك، فهي أهداف جذابة لمختلف العوامل العلاجية المضادة للفيروسات. على الرغم من استخدام العديد من العوامل المضادة للفيروسات في تجارب سريرية مختلفة وإدراجها في بروتوكولات علاجية مختلفة، إلا أن طريقة العمل ضد سارس- كوف-2 لا تزال غير مفهومة تمامًا. تم فحص مختلف الأدوية المحتملة المعاد استخدامها، بما في ذلك الكلوروكين وهيدروكسي كلوروكين وإيفرمكتين وريميديسيفير وفافيبيرافير، في هذه الدراسة. تم إجراء الالتحام الجزيئي لهذه الأدوية ببروتينات مستهدفة مختلفة لفيروس كورونا 2 المرتبط بمتلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة، بما في ذلك بروتينات السنبلة والغشاء، و RdRp، والبروتينات النووية، والبروتينات الفيروسية، و nsp14. علاوة على ذلك، تم تقييم الانتماءات الملزمة لمستقبل الإنزيم المحول للأنجيوتنسين-2 البشري و TMPRSS2 للأدوية المختلفة. كما أجريت محاكاة الديناميات الجزيئية وحساب MM - PBSA. وجد أن الإيفرمكتين والريميديسيفير هما أكثر الأدوية الواعدة. تشير نتائجنا إلى أن كلا هذين العقارين يستخدمان آليات مختلفة في مرحلتي الدخول وما بعد الدخول ويمكن اعتبارهما مثبطات محتملة لتكرار فيروس كورونا 2 المرتبط بمتلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة.

Translated Description (French)

Le SRAS-CoV-2 est un coronavirus nouvellement apparu qui provoque une maladie respiratoire avec une gravité variable et des conséquences fatales. Il a été signalé pour la première fois à Wuhan et a ensuite provoqué une pandémie mondiale. La protéine de pointe virale se lie au récepteur de surface cellulaire ACE-2 pour l'entrée, tandis que TMPRSS2 déclenche sa fusion membranaire. De plus, l'ARN polymérase ARN-dépendante (RdRp), l'exoribonucléase 3′–5′ (nsp14), les protéases virales, les protéines N et M sont importantes à différents stades de la réplication virale. En conséquence, ils sont des cibles attrayantes pour différents agents thérapeutiques antiviraux. Bien que de nombreux agents antiviraux aient été utilisés dans différents essais cliniques et inclus dans différents protocoles de traitement, le mode d'action contre le SRAS-CoV-2 n'est toujours pas entièrement compris. Différents médicaments potentiels réutilisés, notamment la chloroquine, l'hydroxychloroquine, l'ivermectine, le remdesivir et le favipiravir, ont été examinés dans le cadre de la présente étude. L'amarrage moléculaire de ces médicaments avec différentes protéines cibles du SRAS-CoV-2, y compris les protéines spike et membranaires, RdRp, les nucléoprotéines, les protéases virales et nsp14, a été effectué. De plus, les affinités de liaison du récepteur ACE-2 humain et de TMPRSS2 aux différents médicaments ont été évaluées. La simulation de la dynamique moléculaire et le calcul MM-PBSA ont également été effectués. L'ivermectine et le remdesivir se sont avérés être les médicaments les plus prometteurs. Nos résultats suggèrent que ces deux médicaments utilisent différents mécanismes aux stades d'entrée et de post-entrée et pourraient être considérés comme des inhibiteurs potentiels de la réplication du SRAS-CoV-2.

Translated Description (Spanish)

El SARS-CoV-2 es un coronavirus de reciente aparición que causa una enfermedad respiratoria de gravedad variable y consecuencias fatales. Se informó por primera vez en Wuhan y posteriormente causó una pandemia mundial. La proteína espicular viral se une al receptor de la superficie celular ACE-2 para su entrada, mientras que TMPRSS2 desencadena su fusión a la membrana. Además, la ARN polimerasa dependiente de ARN (RdRp), la exorribonucleasa 3 '–5' (nsp14), las proteasas virales, las proteínas N y M son importantes en diferentes etapas de la replicación viral. En consecuencia, son dianas atractivas para diferentes agentes terapéuticos antivirales. Aunque muchos agentes antivirales se han utilizado en diferentes ensayos clínicos y se han incluido en diferentes protocolos de tratamiento, el modo de acción contra el SARS-CoV-2 aún no se comprende completamente. En el presente estudio se examinaron diferentes fármacos potenciales reutilizados, incluidos cloroquina, hidroxicloroquina, ivermectina, remdesivir y favipiravir. Se realizó el acoplamiento molecular de estos fármacos con diferentes proteínas diana del SARS-CoV-2, incluidas las proteínas de espiga y membrana, RdRp, nucleoproteínas, proteasas virales y nsp14. Además, se evaluaron las afinidades de unión del receptor ACE-2 humano y TMPRSS2 a los diferentes fármacos. También se realizó simulación de dinámica molecular y cálculo de MM-PBSA. Se descubrió que la ivermectina y el remdesivir eran los fármacos más prometedores. Nuestros resultados sugieren que ambos fármacos utilizan diferentes mecanismos en las etapas de entrada y posterior a la entrada y podrían considerarse inhibidores potenciales de la replicación del SARS-CoV-2.

Files

pdf.pdf

Files (7.1 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:e602ee83deb9b7133e096919d681958c
7.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الالتحام الجزيئي يكشف عن الإيفرمكتين وريميديسيفير كأدوية محتملة معاد استخدامها ضد سارس- كوف-2
Translated title (French)
L'amarrage moléculaire révèle que l'ivermectine et le remdesivir sont des médicaments potentiellement réutilisés contre le SRAS-CoV-2
Translated title (Spanish)
El acoplamiento molecular revela la ivermectina y el remdesivir como posibles fármacos reutilizados contra el SARS-CoV-2

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3125444454
DOI
10.3389/fmicb.2020.592908

Is supplement to
https://openalex.org/W4226252242 (Other)
https://openalex.org/W3157219655 (Other)
https://openalex.org/W2316191615 (Other)
https://openalex.org/W2168425791 (Other)
https://openalex.org/W2129316641 (Other)
https://openalex.org/W2127609393 (Other)
https://openalex.org/W2112194909 (Other)
https://openalex.org/W2067569784 (Other)
https://openalex.org/W2059968152 (Other)
https://openalex.org/W2041833892 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1031578623
  • https://openalex.org/W1965280032
  • https://openalex.org/W1965936780
  • https://openalex.org/W1991249533
  • https://openalex.org/W1994097383
  • https://openalex.org/W1995296637
  • https://openalex.org/W2015688756
  • https://openalex.org/W2018212701
  • https://openalex.org/W2018534682
  • https://openalex.org/W2028814809
  • https://openalex.org/W2029582401
  • https://openalex.org/W2044172327
  • https://openalex.org/W2045683699
  • https://openalex.org/W2053473486
  • https://openalex.org/W2064076043
  • https://openalex.org/W2065283382
  • https://openalex.org/W2074095102
  • https://openalex.org/W2095807050
  • https://openalex.org/W2103854602
  • https://openalex.org/W2108226298
  • https://openalex.org/W2132073360
  • https://openalex.org/W2132629607
  • https://openalex.org/W2140388343
  • https://openalex.org/W2169558621
  • https://openalex.org/W2292021561
  • https://openalex.org/W2404280981
  • https://openalex.org/W3000413850
  • https://openalex.org/W3001897055
  • https://openalex.org/W3004896487
  • https://openalex.org/W3005212621
  • https://openalex.org/W3008142620
  • https://openalex.org/W3009301311
  • https://openalex.org/W3009335299
  • https://openalex.org/W3009912996
  • https://openalex.org/W3011701533
  • https://openalex.org/W3012455685
  • https://openalex.org/W3014203610
  • https://openalex.org/W3014962324
  • https://openalex.org/W3015060795
  • https://openalex.org/W3015429854
  • https://openalex.org/W3015769528
  • https://openalex.org/W3016553966
  • https://openalex.org/W3018023298
  • https://openalex.org/W3022734398
  • https://openalex.org/W3025979430
  • https://openalex.org/W3027630905
  • https://openalex.org/W3034966578
  • https://openalex.org/W3036567513
  • https://openalex.org/W3037232696
  • https://openalex.org/W3039559348
  • https://openalex.org/W3046446544
  • https://openalex.org/W3080528069
  • https://openalex.org/W3082040582
  • https://openalex.org/W3082948952
  • https://openalex.org/W311927316
  • https://openalex.org/W3136918052
  • https://openalex.org/W4246271978