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In silico drug repurposing in COVID-19: A network-based analysis - 18/09/21

Doi : 10.1016/j.biopha.2021.111954 
Pasquale Sibilio a, b, Simone Bini a, Giulia Fiscon b, c, Marialuisa Sponziello a, Federica Conte b, Valeria Pecce a, Cosimo Durante a, Paola Paci b, d, , Rosa Falcone e, Giuseppe Danilo Norata f, Lorenzo Farina d, Antonella Verrienti a
a Department of Translational and Precision Medicine, Sapienza University of Rome, Rome, Italy 
b Institute for Systems Analysis and Computer Science “Antonio Ruberti”, National Research Council, Rome, Italy 
c Fondazione per la Medicina Personalizzata, Via Goffredo Mameli, 3/1, Genova, Italy 
d Department of Computer, Control, and Management Engineering, Sapienza University of Rome, Rome, Italy 
e Phase 1 Unit-Clinical Trial Center Gemelli University Hospital, Rome, Italy 
f Department of Excellence in Pharmacological and Biomolecular Sciences, University of Milan and Center for the Study of Atherosclerosis, SISA Bassini Hospital, Milan, Italy 

Corresponding author at: Department of Computer, Control, and Management Engineering, Sapienza University of Rome, Rome, ItalyDepartment of Computer, Control, and Management Engineering, Sapienza University of RomeRomeItaly

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Abstract

The SARS-CoV-2 pandemic is a worldwide public health emergency. Despite the beginning of a vaccination campaign, the search for new drugs to appropriately treat COVID-19 patients remains a priority. Drug repurposing represents a faster and cheaper method than de novo drug discovery. In this study, we examined three different network-based approaches to identify potentially repurposable drugs to treat COVID-19. We analyzed transcriptomic data from whole blood cells of patients with COVID-19 and 21 other related conditions, as compared with those of healthy subjects. In addition to conventionally used drugs (e.g., anticoagulants, antihistaminics, anti-TNFα antibodies, corticosteroids), unconventional candidate compounds, such as SCN5A inhibitors and drugs active in the central nervous system, were identified. Clinical judgment and validation through clinical trials are always mandatory before use of the identified drugs in a clinical setting.

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Graphical Abstract




ga1

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Highlights

Drug repurposing based on network medicine approach identified new drugs for COVID-19.
SAveRUNNER identified drugs acting on targets within or next to COVID-19 module.
Network-based separation measure found disease modules close to COVID-19 module.
Random walk with restart identified diseases whose drugs may perturb the COVID-19 module.
Interesting identified drugs are active in the CNS and other are antiarrhythmic agents.

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Keywords : COVID-19, Drug repurposing, Corticosteroid, Heparin, Inflammatory bowel disease, Septic shock


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