Исследователи протестировали 5-аминолевулиновую кислоту in vitro в человеческих клетках и обнаружили, что она предотвращает заражение тяжелым острым респираторным синдромом, вызванным коронавирусом 2 (SARS-CoV-2). Поскольку он безопасен и повсеместно встречается у растений и животных, он может быть потенциальным лекарством против SARS-CoV-2.

С появлением и быстрым распространением SARS-CoV-2 мир потрясла пандемия COVID-19. Многие препараты, применяемые при других заболеваниях, были протестированы для борьбы с этим заболеванием, большинство из которых имеют ограниченную пользу.

Вирус SARS-CoV-2 связывается с ангиотензинпревращающим ферментом 2 (ACE2) в клетке-хозяине и, таким образом, проникает в клетку-хозяин. Затем вирус реплицируется в цитоплазме инфицированной клетки и впоследствии высвобождает вирионы. Хотя вирус в основном поражает дыхательную систему человека, включая легкие и трахею, вирусная РНК или антигены были обнаружены в других частях тела.

Природная аминокислота, 5-аминолевулиновая кислота (5-ALA), обнаруженная в растениях, животных, бактериях и грибах, образует протопорфирин IX (PPIX), когда восемь молекул объединяются. PPIX может образовывать гем в сочетании с ионом двухвалентного железа. 5-ALA использовалась в различных методах лечения, таких как улучшение метаболизма, из-за его способности улучшать аэробный энергетический метаболизм, а также в диагностике и лечении рака с использованием светочувствительного свойства PPIX.

Недавние исследования показывают, что 5-ALA также обладает противовирусными свойствами против человеческих патогенов, таких как вирус денге, вирус Зика и SARS-CoV-2.

5-ALA предотвращает заражение SARS-CoV-2 in vitro

Чтобы проверить эффективность соединений 5-ALA против SARS-CoV-2, исследователи выделили вирус из мазка из носа пациента в Японии и размножили его в клетках VeroE6. Они количественно оценили инфекцию, используя иммунофлуоресцентный анализ, который они разработали с использованием антител к белку SARS-CoV-2 N. Исследование опубликовано в виде препринта на сервере bioRxiv * .

Исследователи обнаружили, что обработка клеток VeroE6 5-ALA в течение 72 часов до инфицирования предотвращала заражение SARS-CoV-2. Однако более короткое время предварительной обработки (48 часов) не предотвратило инфекцию. Авторы обнаружили, что PPIX постепенно накапливается внутри клеток. Возможно, поэтому существует зависящий от времени эффект ингибирования вируса.

Добавление цитрата железа и железа (SFC) вместе с 5-ALA также помогло предотвратить инфекцию, но только после 72 часов предварительной обработки. Вероятно, это связано с тем, что SFC поставляет железо для образования гема вместе с 5-ALA.

Затем они проверили противовирусный эффект 5-ALA в клетках Caco-2, полученных из толстой кишки человека, которые могут метаболизировать 5-ALA. Авторы обнаружили, что предварительная обработка в течение 72 и 48 часов, с SFC и без нее, была эффективной для предотвращения лечения. Это указывает на то, что 5-ALA оказывает противовирусное действие на человека.

Авторы обнаружили, что IC ₅₀ который представляет собой количество лекарства, необходимое для подавления биологического процесса на 50%, для подавления инфекции SARS-CoV-2 в клетках VeroE6 с использованием 5-ALA, был 570 мм без SFC и 695 мм с SFC.

Противовирусный эффект был намного более сильным в клетках человека, при этом IC ₅₀ составлял 39 мм и 63 мм с SFC и без него, соответственно. Авторы также проверили, является ли соединение токсичным, и обнаружили, что 5-ALA не токсичен для клеток до концентрации 2000 мМ

Потенциальный препарат для употребления человеком

Авторы предполагают, что структура G-квадруплекса (G4) может быть потенциальной мишенью противовирусных препаратов, а соединения, связывающиеся с ней, могут ингибировать инфекцию SARS-CoV-2. G4 представляет собой тетрахелевую структуру, образованную богатыми гуанином участками ДНК или РНК. Он также содержится в коронавирусах и может влиять на репликацию вируса. Многие коронавирусы имеют связывающий домен G4 в неструктурном белке 3 (Nsp3), который важен для транскрипции генома.

Согласно недавним исследованиям, геном SARS-CoV-2 также имеет структуры G4 с уникальным макродоменом SARS (SUD) -подобным мотивом в его белке Nsp3. Следовательно, вполне вероятно, что взаимодействия G4 со связывающими белками могут быть потенциальной мишенью для противовирусных препаратов.

Кроме того, известно, что гем, метаболит 5-ALA, образует комплекс со структурами G4. «Экзогенная добавка 5-ALA вызывает повышенное образование PPIX и гема внутри клеток-хозяев, потенциально препятствуя взаимодействию структур G4 в хозяине или вирусном геноме с вирусным белком Nsp3 или связывающими белками G4 хозяина, что подавляет инфекцию SARS-CoV-2, »Пишут авторы.

Поскольку 5-ALA производится большинством растений и животных, и мы регулярно потребляем ее с пищей, она безопасна для использования населением в целом. Благодаря высокой биодоступности его можно легко принимать внутрь. 5-ALA также проявляет противовоспалительное действие, что может быть еще одним преимуществом соединения.

Использование 5-ALA может предоставить другой вариант лечения и профилактики инфекции SARS-CoV-2, поскольку это другой класс лекарств, чем те, которые используются или тестируются в настоящее время. Дальнейшие испытания на животных моделях могут помочь продвинуть использование 5-ALA в лечении.

* Важное примечание

bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются и, следовательно, не должны рассматриваться как окончательные, руководящие клинической практикой / поведением, связанным со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.