Naturlige stoffer viser lovende mod coronavirus

Tre naturlige forbindelser til stede i fødevarer såsom grøn te, olivenolie og rødvin er lovende kandidater til udvikling af lægemidler mod coronavirus. I en omfattende screening af et stort bibliotek af naturlige stoffer ved DESY's røntgenkilde PETRA III bandt forbindelserne sig til et centralt enzym, der er afgørende for replikationen af ​​coronavirus. Alle tre forbindelser bruges allerede som aktive stoffer i eksisterende lægemidler, som teamet ledet af Christian Betzel fra Universitetet i Hamburg og Alke Meents fra DESY rapporterer i tidsskriftet Communications Biology . Men om og hvornår et coronavirus-lægemiddel kan udvikles på basis af disse forbindelser, skal der stadig undersøges.

"Vi testede 500 stoffer fra Karachi Library of Natural Compounds, hvis de binder til den papain-lignende protease fra den nye coronavirus, som er et af hovedmålene for et antiviralt lægemiddel," forklarer undersøgelsens hovedforfatter Vasundara Srinivasan fra University of Hamborg. "En forbindelse, der binder til enzymet på det rigtige sted, kan forhindre det i at virke."

Den papain-lignende protease (PL ^pro ) er et vigtigt enzym til virusreplikation:Når en celle bliver kapret af coronavirus, er den tvunget til at producere byggesten til nye viruspartikler. Disse proteiner er fremstillet som en lang streng. PL ^pro fungerer derefter som en molekylær saks, der skærer proteinerne fra strengen. Hvis denne proces blokeres, kan proteinerne ikke samle nye viruspartikler.

"Men PL ^pro har en anden vital funktion for virussen," siger Srinivasan. "Det blokerer et protein i immunsystemet, kaldet ISG15, og det svækker cellens selvforsvar alvorligt. Med hæmmende PL ^pro vi kan også forbedre cellens immunrespons."

Til eksperimenterne, PL ^pro blev blandet med hver af de 500 naturlige stoffer i en opløsning, hvilket gav dem mulighed for at binde sig til enzymet. Det er ikke muligt at se, om et stof binder sig til enzymet med et konventionelt lysmikroskop. I stedet blev der dyrket små krystaller fra blandingerne. Når de blev belyst med de klare røntgenstråler fra PETRA III på forsøgsstationen P11, frembragte krystallerne et karakteristisk diffraktionsmønster, hvorfra enzymets struktur kan rekonstrueres ned til niveauet af individuelle atomer. "Ud fra denne information kan vi producere 3-dimensionelle modeller af enzymet med atomopløsning og se, om og hvor et stof binder sig til det," forklarer Meents.

Screeningen viste, at tre phenoler binder sig til enzymet:hydroxyethylphenol (YRL), der er isoleret til forsøgene fra hennatræet Lawsonia alba, er en forbindelse, der findes i mange fødevarer såsom rødvin og jomfruolivenolie og bruges som middel mod arytmi. Hydroxybenzaldehyd (HBA) er et kendt antitumormiddel og fremskynder sårheling. Den blev isoleret fra kobberbladet Acalypha torta. Methyldihydroxybenzoat (HE9), isoleret fra den franske morgenfrue Tagetes patula, er en antioxidant med anti-inflammatorisk effekt og findes i grøn te.

I efterfølgende laboratorietest, etableret og udført af Hévila Brognaro i Betzels gruppe, reducerede de tre phenoler PL ^pro 's aktivitet med 50-70% i levende celler. "Fordelen ved disse stoffer er deres dokumenterede sikkerhed," siger Betzel, som også er medlem af cluster of excellence CUI:Advanced Imaging of Matter. "Disse forbindelser forekommer naturligt i mange fødevarer. At drikke grøn te vil dog ikke helbrede din corona-infektion. Ligesom det ikke vil hele dine sår eller helbrede din kræft. Hvis og hvordan et corona-lægemiddel kan udvikles ud fra disse phenoler, er genstand for yderligere undersøgelser ."

I en anden screening havde et hold, der stort set bestod af de samme videnskabsmænd, allerede screenet tusindvis af eksisterende lægemidler på PETRA III som mulige hæmmere af coronavirussens vigtigste protease (M ^pro ), også en molekylær saks og et primært potentielt lægemiddelmål. Screeningen identificerede flere corona-lægemiddelkandidater, og de mest lovende er gået i præklinisk test. "Corona-initiativet fra DESY og University of Hamburg er et af de meget få på verdensplan, der undersøgte begge COVID-19s hovedmål," understreger Betzel. + Udforsk yderligere

Ny undersøgelse peger på et nyt lægemiddelmål til behandling af COVID-19