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Alpha-1 antitrypsin inhibits TMPRSS2 protease activity and SARS-CoV-2 infection

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Muench_2021.pdf (3.255Mb)

peer-reviewed

Erstveröffentlichung
2021-03-19
Autoren
Wettstein, Lukas
Weil, Tatjana
Conzelmann, Carina
Müller, Janis A.
Groß, Rüdiger
et al.
Wissenschaftlicher Artikel


Erschienen in
Nature Communications ; 12 (2021). - Art.-Nr. 1726 |. - eISSN 2041-1723
Link zur Originalveröffentlichung
https://dx.doi.org/10.1038/s41467-021-21972-0
Fakultäten
Medizinische Fakultät
Institutionen
UKU. Institut für Molekulare Virologie
Kompetenzzentrum "Ulm Peptide Pharmaceuticals (U-PEP)"
Institut für Allgemeine Physiologie
UKU. Institut für Pathologie
Klinikum Kempten Oberallgäu gGmbH
UKU. Institut für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene
UKU. Klinik für Innere Medizin I
Institut für Epidemiologie und Medizinische Biometrie
Deutsches Primatenzentrum GmbH
Externe Kooperationen
Universitätsmedizin Mainz
Max-Planck-Institut für Polymerforschung
KU Leuven University
Justus-Liebig Universität Giessen
Universität Duisburg-Essen
et al.
Dokumentversion
Veröffentlichte Version (Verlags-PDF)
Zusammenfassung
SARS-CoV-2 is a respiratory pathogen and primarily infects the airway epithelium. As our knowledge about innate immune factors of the respiratory tract against SARS-CoV-2 is limited, we generated and screened a peptide/protein library derived from bronchoalveolar lavage for inhibitors of SARS-CoV-2 spike-driven entry. Analysis of antiviral fractions revealed the presence of α1-antitrypsin (α1AT), a highly abundant circulating serine protease inhibitor. Here, we report that α1AT inhibits SARS-CoV-2 entry at physiological concentrations and suppresses viral replication in cell lines and primary cells including human airway epithelial cultures. We further demonstrate that α1AT binds and inactivates the serine protease TMPRSS2, which enzymatically primes the SARS-CoV-2 spike protein for membrane fusion. Thus, the acute phase protein α1AT is an inhibitor of TMPRSS2 and SARS-CoV-2 entry, and may play an important role in the innate immune defense against the novel coronavirus. Our findings suggest that repurposing of α1AT-containing drugs has prospects for the therapy of COVID-19.
EU-Projekt uulm
Fight-nCoV / FIGHTING-OFF CORONAVIRUS (SARS-CoV-2) WITH BROAD-SPECTRUM ANTIVIRALS: ESTABLISHING ANIMAL VIRAL CHALLENGE MODEL / EC / H2020 / 101003555
DFG-Projekt uulm
SFB 1279 / Nutzung des menschlichen Peptidoms für die Entwicklung neuer antimikrobieller und anti-Krebs Therapeutika / DFG / 316249678
SPP 1923 / Innate Sensing and Restriction of Retroviruses / DFG / 273898015
Publikationsförderung
Open-Access-Förderung durch die Medizinische Fakultät der Universität Ulm
Wird ergänzt durch
https://www.nature.com/articles/s41467-021-21972-0#Sec35
Schlagwörter
[GND]: SARS-CoV-2
[MeSH]: COVID-19 | Translational medical research
[DDC Sachgruppe]: DDC 570 / Life sciences | DDC 610 / Medicine & health
Lizenz
CC BY 4.0 International
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Metadata
Zur Langanzeige

DOI & Zitiervorlage

Nutzen Sie bitte diesen Identifier für Zitate & Links: http://dx.doi.org/10.18725/OPARU-38069

Wettstein, Lukas et al. (2021): Alpha-1 antitrypsin inhibits TMPRSS2 protease activity and SARS-CoV-2 infection. Open Access Repositorium der Universität Ulm und Technischen Hochschule Ulm. http://dx.doi.org/10.18725/OPARU-38069
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