Влияние глицирризиновой кислоты, глабридина и ресвератрола на репликацию SARS-коронавируса

АННОТАЦИЯ

Вспышка атипичной пневмонии требует поиска противовирусных соединений для профилактики и лечения этого заболевания. В настоящее время не создано какого-либо специального лечения коронавирусной инфекции, связной с SARS-COVID-19. Среди исследователей, работающих в этой сфере, имеются различные подходы для создания эффективной вакцины против данной инфекции, отсутствует единое мнение относительно данной проблемы. Мы оценим противовирусный потенциал ГК, ГЛ, РТ в отношении двух клинических изолятов коронавируса (М-1 и М-2) от пациентов с ОРВИ, поступивших в Бухарский многофункциональный клинический центр. Наши результаты показывают, что ГК и РТ должны привлекаться для лечения коронавирусной инфекции.

ABSTRACT

The outbreak of SARS requires the search for antiviral compounds for the prevention and treatment of this disease. Currently, there is no specific treatment for coronavirus infection associated with SARS-COVID-19. Among researchers working in this area, there are various approaches to creating an effective vaccine against this infection; there is no consensus on this problem. We will evaluate the antiviral potential of HA (glycyrrhizic acid), GL (glabridin), RT (resveratrol) against two clinical coronavirus isolates (M-1 and M-2) from ARVI patients admitted to the Bukhara Multifunctional Clinical Center. Our results indicate that HA and RT should be used to treat coronavirus infection.

Ключевые слова: SARS-коронавирус, глицирризиновая кислота, глабридин, ресвератрол, репликация, ферменты.

Keywords: SARS coronavirus, glycyrrhizic acid, glabridin, resveratrol, replication, enzymes.

Введение. Существует возрастающая потребность в растительных медицинских препаратах, пищевых добавках и косметических средствах. Обозрение химической природы, а именно структурной формулы изучаемых растительных ингредиентов показывает, как общие сходства (наличие фенольных групп), так и некоторые различия (не у всех имеется гетероциклическое кольцо, карбоксильная группа). Тем не менее они все обладают биологической активностью. Например, ГК (глициризиновой кислоты), ГЛ (глабридин), РТ (ресвератрол) обладают антиоксидантной, антибактериальной, антивирусной и рядом других активностей. Эти результаты указывают, что исследования следует проводить более широко, чтобы подтвердить полученные другими авторами данные и вскрыть другие потенциальные терапевтические эффекты данных соединений.

Новый коронавирус COVID-19 был выявлен у пациентов с тяжелым респираторным синдромом (ОРВИ). ОРВИ-инфекционное заболевание с высоким потенциалом передачи при близких контактах. Вспышка нетипичной пневмонии в нескольких странах (пандемия) привела к поиску активных противовирусных соединений (вакцин) для лечения данного заболевания, что и является целью данного исследования.

В данной работе мы оценили противовирусную активность ГК, ГЛ и РТ в отношении двух клинических изолятов коронавируса (М-1 и М-2) от пациентов с ОРВИ, поступивших в многофункциональный клинический центр (г. Бухара).

ГК и ГЛ являются активными компонентами лакричных корней [1,2], а РТ – выделен из листьев шелковицы [3]. Эти соединения используются пациентами из-за их противовирусной [4,5], противоопухолевой [6], иммуно-депрессивной [7] и др. [8], активностей.

Мы визуально оценили цитопатогенность, индуцированную вирусом через 96 ч.-120 ч. после заражения в 120-луночных микропланшетах на сливных слоях клеток Vero. Индекс селективности определяли как отношение концентрации соединения, которая снижала жизнеспособность клеток Vero до 50% (СС₅₀) к концентрации соединения, необходимой для ингибирования цитопатического эффекта до 50% от контрольного значения (ЕС₅₀). Мы определили цитотоксичность исследованных препаратов с помощью пролиферативного набора клеток МГЛТ-1 (Евродиагностика, Нидерланды). Дополнительно применяли в исследовании ингибиторы ферментов инозин-моно-фосфатдегидрогеназы-рибавирин и микофеноловую кислоту, которые не влияли на репликацию SARS-ассоциированных коронавирусов (SARS-CV). Ингибиторы оротидинмонофосфатдекарбоксилазы - 6-азауридин и пиразофурин, подавляли репликацию SARS-CV в нетоксичных дозах с индексами селективности 6 и 12 соответственно. Индекс селективности ГЛ и РТ был соответственно 41 и 60. Наиболее сильным ингибитором репликации SARS-CV в клетках Vero был ГЛ, который имел индекс селективности 76 (табл.1).

Таблица 1.

Активность соединений в отношении SARS связанный с коронавирусом в культурах клеток Vero

ЕС₅₀ – эффективная концентрация соединения, необходимая для подавления цитопатического эффекта до 50% от контрольного значения.

СС₅₀-цитотоксическая концентрация соединения, которая снижает жизнеспособность клеток до 50%, NC-не обнаружено,

*SD-среднее из 10 анализов** При максимально использованной концентрации (20∙10³ мг/л) было отмечено снижение жизнеспособности клеток на 20-30%.

Действие глабридина и ресвератрола напоминает влияние ГК в различных вариантах тестирования (а,б,в) и разных концентрациях (табл.1). Эти данные пока не позволяют сделать однозначных выводов и требуются дальнейшие испытания с применением ГЛ и РТ.

Помимо ингибирования репликации вируса, ГК ингибирует адсорбцию и проникновения вируса в клетку-хозяина (клетки Vero) – первые этапы репликативного цикла. ГК был менее эффективен, когда ее вводили в течении периода адсорбции, чем при добавлении после адсорбции вируса (ЕС₅₀ 580 мг/л против 2300 мг/л, соответственно). ГК был наиболее эффективным при добавлении как во время роста, так и после периода адсорбции (ЕС₅₀ 280 мг/л).

Было показано влияние ГК на репликацию SARS-CV в клетках Vero. Мы выявили репликацию SARS-CV с образцов сыворотки от пациентов с SARS. Проявление антигенов (вирусных) было намного ниже в культурных, обработанных 1000 мг/л ГК, чем в любой другой культуре, высокие концентрации ГК (400 мг/л) полностью подавляли репликацию вируса.

При сравнении противовирусной активности 6-азауридина, рибовирина, ГК в отношении нескольких патогенных флавовирусов было установлено [6,8], что рибовирин и 6-азауридин были активными, но не селективными ингибиторами при оценке их по отношению ингибирования роста клеток. ГК имел низкий индекс селективности, но был значительно сильным ингибитором репликации всех протестированных вирусов. Эти авторы сообщают, что ЕС₅₀  для ГК составлял 316-625 мг/л (добавляли дважды в течение периода инкубации, составляющего 7 дней). Принимая во внимание, что соединения были добавлены дважды в течение всего периода инкубации, ЕС₅₀  для ГК, которую мы нашли (табл.1) указывает на более высокую чувствительность SARS-CV к этому препарату чем обнаружили Grance (6) и Toch (5,7) и коллеги. Механизм активности ГК в отношении SARS пока неясен. ГК влияет на клеточные сигнальные пути, такие как протеинкиназа С, казеинкиназа II и факторы транскрипции, такие как белок-активатор 1 и ядерный фактор кВ. [5,6]. Кроме того, ГК и ео метаболит аггликон 18β-глицерритиновая кислота усиливают экспрессию индуцибельной синтазы закиси азота (N₂O) и продукции закиси азота в макрофагах. N₂O ингибирует репликацию нескольких вирусов, например, вируса японского энцефалита (член семейства Flaviviridae), который также может ингибировать ГК.

Предварительные результаты наших опытов показывают, что ГК индуцирует синтезу N₂O в клетках Vero и, что репликация вируса ингибируется при добавлении донора закиси азота (DETANONO) в культуральную среду.

ГК ранее использовали для лечения пациентов с ВИЧ-1 и вирусом хронического гепатита С. Получающиеся в результате низкие концентрации антигена Р24 у пациентов с ВИЧ-1, которые давали это соединение, были связаны с повышением регуляции хемокинов. Редкие побочные эффекты, такие как повышение артериального давления и гипокалимия, были зарегистрированы у некоторых пациентов после нескольких месяцев лечения глициризином. Лечение ОРВИ необходимо только на некоторое короткое время. Поскольку побочные эффекты этого соединения известны и могут контролироваться, надлежащий мониторинг может привести к эффективному применению ГК в качестве препарата для лечения ОРВИ. Сообщается (5,6), что рибовирин имеет ряд токсических эффектов при назначении его пациентам с ОРВИ, включая гемолиз (76% пациентов) и резкое снижение гемоглобина (49% пациентов). Однако, хотя и в клинических испытаниях использовались высокие дозы ГК, это соединение имело мало токсических эффектов, по сравнению с другими схемами лечения, и, как сообщалось, препарат был клинически эффективным.

Заключение

Изученные соединения, по отношению к репликации вируса SARS-CV, требуют дальнейшего анализа, основанного на их строении, реакционной способности их функциональных групп в отношении окислителей, а также их биохимических показателей (действие, в первую очередь, на активные центры ферментов, затем на белковые мембраны).

Будущий поиск соединений (предпочтительно натурального происхождения), представляющих терапевтический интерес против SARS-CоV, будет значительно облегчен путем установления роста SARS-CоV в клетках человека.

Список литературы:

1. MukhamadiyevB.T. et al.  The kinetics of supercritical CO₂ – extraction glycyrrhizic acid from licorice roots // Butlerov communications.- 2016. -V.48.
2. Mukhamadiyev B. T. et al. Production of extracts from vegetable raw materials by carbon dioxide. // Food science and Technology.- 2020. -V.14, №1. – Р. 54-64.
3. Mukhamadiyev B.T. et al.  Supercritical CO₂ – extraction resveratrol’s from mulberry leaves // Butlerov communications. -2017.- V.49.
4. Cunatl J. et al. Glycirrhizin, an active component of licorice roots and replication of SARS-associated coronavirus // The LANCET. 2003.- V.361. – No.14. - P. 2045.
5. Tioen M. et al. Extraction of  Glycyprhizic acid and Glabridin from Licorice. // S.Sut.Mol. Sci. -2008. – No 9. – P.571.
6. Grance I.M. et al. Interferon, ribavirin, 6-azauridine and glycyrrhizine: antiviral compounds active against pathogenic flavoviruses  // Antiviral Res. – 2013. Vol.98. – P.82.
7. Mukhammadiev B.T., Berdieva Z.M. The modeling of optimization of supercritical CO₂ extraction of resveratrol from berries of mulberry // Academicia: And international multidisciplinary research journal. - 2021. - No3.-P. 1194-1201.
8. Атоев Э.Х. Гетероциклические оксиазо- соединения как аналитические реагенты // Universum: химия и биология. Электр.научн.журнал. -2021. -  Вып 3 (81) Часть 2. – С. 4-6.