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Heme oxygenase-1 inducer hemin does not inhibit SARS-CoV-2 virus infection - 19/03/21

Doi : 10.1016/j.biopha.2021.111384 
Sheila Maestro a, b, 1, Karol M. Córdoba b, c, 1, Cristina Olague a, b, 1, Josepmaria Argemi b, c, d, Matías A. Ávila b, c, d, Gloria González-Aseguinolaza a, b, Cristian Smerdou a, b, , 2 , Antonio Fontanellas b, c, d, , 2
a Gene Therapy and Regulation of Gene Expression Program, CIMA Universidad de Navarra, Pamplona, Spain 
b IdiSNA, Navarra Institute for Health Research, Pamplona, Spain 
c Hepatology Program, CIMA Universidad de Navarra, Pamplona, Spain 
d National Institute for the Study of Liver and Gastrointestinal Diseases (CIBERehd, Carlos III Health Institute), Madrid, Spain 

Corresponding authors at: IdiSNA, Navarra Institute for Health Research, Pamplona, Spain.IdiSNA, Navarra Institute for Health ResearchPamplonaSpain

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Abstract

Antiviral agents with different mechanisms of action could induce synergistic effects against SARS-CoV-2 infection. Some reports suggest the therapeutic potential of the heme oxygenase-1 (HO-1) enzyme against virus infection. Given that hemin is a natural inducer of the HO-1 gene, the aim of this study was to develop an in vitro assay to analyze the antiviral potency of hemin against SARS-CoV-2 infection. A SARS-CoV-2 infectivity assay was conducted in Vero-E6 and Calu-3 epithelial cell lines. The antiviral effect of hemin, and chloroquine as a control, against SARS-CoV-2 virus infection was quantified by RT-qPCR using specific oligonucleotides for the N gene. Chloroquine induced a marked reduction of viral genome copies in kidney epithelial Vero-E6 cells but not in lung cancer Calu-3 cells. Hemin administration to the culture medium induced a high induction in the expression of the HO-1 gene that was stronger in Vero-E6 macaque-derived cells than in the human Calu-3 cell line. However, hemin treatment did not modify SARS-CoV-2 replication, as measured by viral genome quantification 48 h post-infection for Vero-E6 and 72 h post-infection for the Calu-3 lineages. In conclusion, although exposure to hemin induced strong HO-1 up-regulation, this effect was unable to inhibit or delay the progression of SARS-CoV-2 infection in two epithelial cell lines susceptible to infection.

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Graphical Abstract




ga1

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Highlights

Antiviral potency of hemin against SARS-CoV-2 infection was assayed in vitro.
Hemin induced Heme Oxygenase-1 expression in Vero-E6 and Calu-3 epithelial cells.
Anti-inflammatory/oxidant activities of hemin products may reduce viral replication.
Hemin showed no antiviral effect against SARS-CoV-2 infection in cells.

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Keywords : SARS-CoV-2 infection, Antiviral effect, Heme oxygenase-1 induction, Hemin


Esquema


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