Οι βιοδραστικές ενώσεις που προέρχονται από το Ganoderma lucidum παρουσιάζουν δράση κατά του SARS-CoV-2

Οι βιοδραστικές ενώσεις που προέρχονται από το Ganoderma lucidum παρουσιάζουν δράση κατά του SARS-CoV-2

Οι επιστήμονες εντόπισαν το λουσιδενικό οξύ Α, μια από τις βιοδραστικές ενώσεις του Ganoderma lucidum, ως πιθανό αναστολέα της εισόδου στα κύτταρα ξενιστές του σοβαρού οξέος αναπνευστικού συνδρόμου του κορωνοϊού 2 (SARS-CoV-2). Η μελέτη δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Τροφίμων και Χημικής Τοξικολογίας.

Μελέτη: Το λουσιδενικό οξύ Α αναστέλλει τη δέσμευση του υποδοχέα hACE2 στην πρωτεΐνη ακίδας για την πρόληψη της εισβολής του SARS-CoV-2. Φωτογραφία: Sritakoset / Shutterstock

φόντο

Τα παραδοσιακά κινέζικα φαρμακευτικά φυτά είναι πλούσιες πηγές πολλών βιοδραστικών ενώσεων που παρουσιάζουν αντιφλεγμονώδη, αντιικά, αντιοξειδωτικά και αντικαρκινικά αποτελέσματα. Όσον αφορά την αποτελεσματικότητα κατά των ιών, οι βιοδραστικές ενώσεις που απομονώθηκαν από περίπου 30 φαρμακευτικά φυτά έχει βρεθεί ότι αναστέλλουν τη μόλυνση από τον κοροναϊό μέσω διαφόρων μηχανισμών.

Οι βιοδραστικές μυκητιακές ενώσεις, συμπεριλαμβανομένων των πολυσακχαριτών, των τερπενίων και της κορδυκεπίνης, έχουν δείξει αντιική δράση κατά του κοροναϊού ρυθμίζοντας την ανοσοαπόκριση και τη δραστηριότητα πρωτεάσης.

Το Ganoderma lucidum είναι ένα κοινό κινέζικο φαρμακευτικό μανιτάρι από την οικογένεια των Polyporaceae. Οι βιοδραστικές ενώσεις που απομονώθηκαν από αυτόν τον μύκητα έχουν δείξει ισχυρές ανοσοενισχυτικές και αντιικές δραστηριότητες.

Στην τρέχουσα μελέτη, οι επιστήμονες εξέτασαν εάν το Ganoderma lucidum μπορεί να αποτρέψει την είσοδο του SARS-CoV-2 στα κύτταρα ξενιστές αναστέλλοντας την αλληλεπίδραση μεταξύ της ιικής πρωτεΐνης ακίδας και του ενζύμου μετατροπής της αγγειοτενσίνης 2 του υποδοχέα των κυττάρων ξενιστή (ACE2).

Έλεγχος βιοδραστικών ενώσεων από το Ganoderma lucidum

Ο αρχικός έλεγχος του Ganoderma lucidum είχε ως αποτέλεσμα την ταυτοποίηση 54 βιοδραστικών ενώσεων και 574 αντιικών πρωτεϊνών-στόχων. Συγκρίνοντας αυτούς τους στόχους με στόχους ειδικά για τον SARS-CoV-2, εντοπίστηκαν 80 στόχοι κατά του SARS-CoV-2 από το Ganoderma lucidum.

Κατασκευάστηκε ένα μοντέλο δικτύου πιθανών αντιιικών γονιδίων-στόχων του Ganoderma lucidum, το οποίο περιελάμβανε τους στόχους που σχετίζονται με τη φλεγμονή, τη μόλυνση, τον καρκίνο και άλλες οδούς σηματοδότησης. Με βάση τις δραστηριότητες των προσδιορισμένων στόχων, οι επιστήμονες υπέθεσαν ότι οι βιοδραστικές ενώσεις θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη θεραπεία λοιμώξεων SARS-CoV-2.

Η ανάλυση δικτύου στόχου-ένωσης αποκάλυψε ότι κάθε αντιική ένωση Ganoderma lucidum μπορεί να δράσει σε πολλαπλούς στόχους. Συγκεκριμένα, 54 ταυτοποιημένες ενώσεις βρέθηκαν να αλληλεπιδρούν με 80 στόχους που σχετίζονται με τον SARS-CoV-2. Επιπλέον, αυτοί οι στόχοι βρέθηκαν να σχετίζονται με 20 διαφορετικά μονοπάτια σηματοδότησης. Οι περισσότερες από αυτές τις οδούς ήταν αντιικές και αντιφλεγμονώδεις οδοί.

Δυναμική αλληλεπιδράσεων βιοδραστικών ενώσεων

Το μοτίβο αλληλεπίδρασης των ταυτοποιημένων ενώσεων προσδιορίστηκε με πρόσδεση χωριστά σε ανθρώπινο ACE2, σύμπλεγμα άγριου τύπου ακίδας-ανθρώπου ACE2 και σύμπλεγμα όμικρον ακίδα-ανθρώπου ACE2. Αυτό οδήγησε στην ταυτοποίηση του λουσιδενικού οξέος Α, το οποίο έδειξε ισχυρή συγγένεια δέσμευσης για όλους τους υποδοχείς στόχους.

Το λουσιδενικό οξύ Α βρέθηκε ότι αλληλεπιδρά με το ανθρώπινο ACE2 σχηματίζοντας δεσμό υδρογόνου, ο οποίος στη συνέχεια αποτρέπει την αλληλεπίδραση μεταξύ της ιικής πρωτεΐνης ακίδας και του ACE2. Συνολικά, αυτές οι παρατηρήσεις υποδηλώνουν ότι το λουσιδενικό οξύ Α μπορεί να αναστείλει έντονα την είσοδο του άγριου τύπου SARS-CoV-2 και των παραλλαγών του στο κύτταρο ξενιστή.

Αντιϊκή δράση του λουσιδενικού οξέος Α

Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης μοριακής δυναμικής έδειξαν ότι το λουσιδενικό οξύ Α καθιστά το σύμπλεγμα ακίδας-ACE2 ασταθές. Αυτό υπογραμμίζει περαιτέρω την ικανότητα του λουσιδενικού οξέος Α να αποτρέπει την αλληλεπίδραση ακίδας-ACE2.

Περαιτέρω ανάλυση έδειξε ότι το λουσιδενικό οξύ Α αναστέλλει τη δεσμευτική δραστηριότητα του ACE2 ακόμη και σε χαμηλές μικρογραμμομοριακές συγκεντρώσεις. Αυτός μπορεί να είναι ο πρωταρχικός τρόπος δράσης του λουσιδενικού οξέος Α για την πρόληψη του SARS-CoV-2 από την είσοδο στα κύτταρα ξενιστές.

Σημασία μελέτης

Η μελέτη διεξάγει μια μεγάλης κλίμακας έλεγχο βιοδραστικών ενώσεων από το Ganoderma lucidum για τον εντοπισμό πιθανών αντιικών παραγόντων κατά του SARS-CoV-2. Οι περισσότερες από τις ταυτοποιημένες ενώσεις είναι τριτερπένια και στερόλες, οι οποίες εμφανίζουν αντιιικές και αντιφλεγμονώδεις επιδράσεις.

Τα πειράματα μοριακής σύνδεσης προσδιορίζουν το λουσιδενικό οξύ Α ως μια ισχυρή ένωση κατά του SARS-CoV-2 που έχει υψηλή συγγένεια δέσμευσης για το ανθρώπινο ACE2. Μηχανιστικά, το λουσιδενικό οξύ Α αναστέλλει τη δεσμευτική δραστηριότητα του ACE2 σε χαμηλές μικρομοριακές συγκεντρώσεις. Αυτό στη συνέχεια εμποδίζει την αλληλεπίδραση μεταξύ της ακίδας SARS-CoV-2 και του ανθρώπινου ACE2.

Συγκεκριμένα, το λουσιδενικό οξύ Α εμποδίζει την είσοδο του άγριου τύπου SARS-CoV-2 και των παραλλαγών του, ιδιαίτερα του Omicron, στο κύτταρο ξενιστή.

Αναφορά:

• Xu J. 2022. Lucidensäure A hemmt die Bindung des hACE2-Rezeptors an das Spike-Protein, um die Invasion von SARS-CoV-2 zu verhindern. Lebensmittel- und chemische Toxikologie. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0278691522006366