Ehető tengeri moszat vs Covid-19

A Covid-19 fertőzést okozó vírus elleni antivirális hatékonyság vizsgálatban az ehető tengeri moszat (Saccharina japonica) kivonata lényegesen meghaladta a Remdesivir hatását, ami a jelenleg alapvetőnek számító vírusellenes szer. A heparin, ami közönséges vérhígító és egy heparinvariáns melyet antikoaguláns tulajdonságaitól megfosztottak, a Remdesivirrel megegyező hatást mutattak a SARS-CoV-2 fertőzés gátlásában, emlős sejtekben. 

A heparin egy szokásos antikoaguláns, ami alapul szolgálhat a SARS-CoV-2 víruscsapdájának elkészítéséhez. A Cell Discovery folyóiratban közzétett kutatási eredmények a legújabb példái annak a csapda-állító stratégiának, melyet a Rensselear Politechnikai Intézet Biotechnológiai és Interdiszciplináris Tanulmányok Központjának (CBIS) kutatói épp az olyan vírusok ellen fejlesztettek ki, mint az új koronavírus, amely a jelenlegi globális egészségügyi válság okozója.

Tüskefehérje

A SARS-CoV-2 vírus felületén egy tüskefehérje található, mely az emberi sejtek felületén elhelyezkedő molekula, az ACE-2 nevű receptorhoz kapcsolódik. Miután a kapcsolódás létrejött, a vírus beinjektálja saját genetikai anyagát a sejtekbe, eltérítve ezzel az apró sejtes gépeket, melyek ezután replikavírusok előállításába kezdenek. A vírust azonban könnyen meg lehet győzni arról is, hogy egy csapda-molekulához kapcsolódjon, amely az emberi célsejtekhez hasonló illeszkedést kínál. A semlegesített vírus így csapdába eshet, és végül természetes módon lebomlik.

A korábbi kutatások már kimutatták, hogy ez a csali-technika más vírusokat, például Dengue, Zika és az influenza A vírusokat sikeresen csapdába ejti.

"Megtanuljuk, hogyan kell blokkolni a vírusfertőzéseket, és éppen ezekre az ismeretekre van szükségünk, ha gyorsan meg akarunk küzdeni a pandémiákkal"

- mondta el Jonathan Dordick, a Rensselaer Politechnikai Intézet kémiai és biológiai mérnök-professzora, a kutatás vezetője. „A valóság az, hogy nincsenek kiváló vírusellenes szereink. Annak érdekében, hogy megvédjük magunkat a jövőbeli világjárványok ellen, olyan megközelítés-arzenálra lesz szükségünk, melyet gyorsan alkalmazásba tudunk venni az új vírusok ellen.”

Cukrom, cukrom...

A kutatási anyagban a heparin három változatával (heparin, triszulfatált heparin, és egy nem antikoaguláns kis molekulatömegű heparin) tesztelték az antivirális aktivitást, két tengeri moszatból kivont Fucoidan mellett (RPI-27 és RPI-28).

Mind az öt vegyület hosszú szénláncú, szulfatált poliszacharidként ismert cukormolekula, ami a hatékony csali-szerkezet bizonyítéka, egy július elején az Antiviral Research folyóiratban publikált kötődési vizsgálat eredményeinek megerősítésével.

A kutatók elvégezték az EC50 néven ismert dózis-válasz vizsgálatot - ez a rövidítés a vegyület hatékony koncentrációjára utal, amely gátolja a vírusfertőződés 50 százalékát - az öt vegyület mindegyikével emlős sejteken. Az EC50 eredményeknél, amelyeket moláris koncentrációban adnak meg, az alacsonyabb érték erősebb vegyületet jelöl. 

Az RPI-27 körülbelül 83 nanomólos EC50-értéket eredményezett, míg a korábban közzétett és független in vitro teszt ugyanazon emlős sejteken a Remdesivirrel 770 nanomólos EC50-értéket adott. A heparin 2,1 mikromól EC50 értéket mutatott, vagyis körülbelül egyharmad olyan aktív volt, mint a Remdesivir, a heparin nem antikoaguláns analógjának 5,0 mikromól lett az EC50 értéke, körülbelül egyötöde a Remdesivir hatásfokának.

A fenti lista alapján az RPI-27 körülbelül 83 nanomólos EC50-értékével egy egész nagyságrendet ver rá a Remdesivirre. Egy külön vizsgálat nem mutatott sejtes toxicitást egyetlen vegyületnél sem (a Remdesivirt nem ideértve), még a legmagasabb vizsgált koncentrációk esetén sem.

Gyógyulás a megfertőződés előtt

"Ami bennünket érdekel, az a fertőzés kezelésének új módja" - mondta Robert Linhardt, a Rensselaer  kémia és biokémia professzora, aki együttműködött Dordickal a csali-stratégia kidolgozásában. „A jelenlegi gondolkodásmód szerint a COVID-19 fertőzés az orrban kezdődik, és ezeknek az anyagoknak bármelyikéből készülhet orrspray. Ha egyszerűen idejekorán tudjuk kezdeni a fertőzést, vagy akár még a fertőzés bekövetkezte előtt, akkor blokkolhatjuk azt, mielőtt belépne a testünkbe.”

Dordick hozzátette, hogy a tengeri moszatból származó vegyületek „alapul szolgálhatnak egy szájon át szedhető megközelítéshez, a potenciális gyomor és bélrendszeri fertőzés kezelésére”.

Nem kezdő kórokozó

A SARS-CoV-2 szekvenálási adatok tanulmányozása során Dordick és Linhardt felismert számos olyan motívumot a tüskefehérje szerkezetén, amely ígéretes lehet a heparinnal kompatibilis illeszkedés szempontjából, és ezt a kötődési vizsgálat is megerősítette. A tüskefehérje erősen beépült a glikánokba, ami olyan adaptáció, mely megvédi az emberi testben található enzimektől, melyek lebonthatnák, és előkészíti a sejtfelszínen lévő specifikus receptorokhoz való kötődéshez.

"Ez egy nagyon bonyolult mechanizmus, melyről őszintén szólva nem ismerjük még az összes részletet, de folyamatosan további információt kapunk" - mondta Dordick.

„Az egyik új részlet, ami egyértelművé vált e tanulmány során, hogy minél nagyobb a molekula, annál jobb az illeszkedés. A sikeresebb vegyületek a nagyobb méretű szulfatált poliszacharidok, amelyek több területet kínálnak a molekulákban a vírus csapdázásához."

A kötődési vizsgálaton alapuló molekuláris modellezés feltárta a tüskefehérje azon helyeit, ahol a heparin kölcsönhatásba léphetett vele, ezzel növelve a hasonló szulfatált poliszacharidok kilátásait.

"Dordick és Linhardt professzorok izgalmas kutatása csak egy a CBIS-ben, és a Rensselaer más részein folyamatban lévő kutatási erőfeszítések közül. Ezek közös célja a COVID-19 járvány kihívásainak új terápiás megközelítésekkel és a meglévő gyógyszerek újbóli bevezetésével való kezelése" - mondta Deepak Vashishth, a CBIS igazgatója.

„A szulfatált poliszacharidok hatékonyan gátolják a SARS-CoV-2- t in vitro ” tanulmány a Cell Discovery folyóiratban jelent meg, Korea Nemzeti Kutatási Alapítványának támogatásával. A Rensselaernél dolgozó kutatók mellett a Koreai Köztársaság Cheongju Biológiai Tudomány és Biotechnológia Kutató Intézetének kutatói valamint a kínai Zhejiang Műszaki Egyetem kutatói vettek részt.

(Forrás: Kép: Pexels, Maxpixel)