En ny anmeldelseartikel offentliggjort i tidsskriftet Antibiotika rapporterer om tilstedeværelsen af et stort antal bioaktive forbindelser i mikroalger, der er målrettet mod kemiske strukturer, der kun findes i deres struktur.
Undersøgelse:Evaluering af mikroalger antiviral aktivitet og deres bioaktive forbindelser. Billedkredit:Chokniti Khongchum / ShutterstockHavalger bidrager allerede med næsten en tiendedel af biomedicinske molekyler, for nogle af dem er forskere helt afhængige af disse mikrocellulære organismer. For det andet, mikroalger formerer sig rigeligt ved lave energiomkostninger, samtidig med at der produceres store mængder medicinske forbindelser.
Mikroalger producerer en række forskellige kemikalier, såsom kulhydratbindende proteiner, kaldet lektiner, der binder direkte til virale glycoproteiner tilføjet post-translationelt via specifikt orienteret kulhydratgenkendelsesdomæne (CRD'er); polysaccharider med sulfatgrupper og sure polysaccharider; pigmenter; peptider og proteiner; flavonoider og polyfenoler; og glycolipider.
Cyanobakterielle lektiner omfatter Agglutinin OAA, Cyanovirin-N (CV-N), Microcystis Viridis Lectin (MVL), Microvirin, og Scytovirin, fra arter som f.eks Oscillatoria agardhii stamme NIES-204, Nostoc ellipsosporum og Microcystis aeruginosa PCC7806. Disse hæmmer en række vira, såsom human immundefektvirus (HIV) 1 og 2, hepatitis C -virus (HCV), den hæmoragiske febervirus ZEBOV, influenza A, B -vira, og herpesvirus simplex (HSV).
Polysaccharider produceres af de velkendte Spirulina og Porphyridium mikroalger. Sulfatpolysaccharider kan optage de virale fastgørelsessteder på viralhylsteret via den negative ladning på sulfatgruppen, der binder til de positive ladninger på kappen, skabe et ikke-reversibelt kompleks.
Andre lovende sulfat-polysaccharider fra Spirulina omfatte calcium-spirulan (Ca-SP), som er aktiv mod HIV1 og HSV, såvel som cytomegalovirus (CMV), fåresyge- og influenzavirus. Porphyridium er rød, hvorimod den anden er grøn. Førstnævnte har en kuvert rig på sulfatpolysaccharider, der hæmmer tumorvækst, bakteriel og viral vækst.
Varicella zoster (HH3), murin leukæmivirus og HSV inhiberes også af Porphyridium arter. Andre mikroalger producerer sulfatpolysaccharider, der hæmmer picornavira (forårsager forskellige tilstande lige fra myocarditis og encephalitis, gennem neurologiske og reproduktive sygdomme, til diabetes), og parainfluenzavirus, ansvarlig for alvorlig pædiatrisk respiratorisk sygdom, samt hiv, HSV, og fåresyge.
Et velkendt surt polysaccharid fra denne organisme-klasse omfatter Nostoflan fra a Nostoc arter, meget aktiv mod HSV ved at hæmme viralhylsteret glycoproteinsyntese.
Mikroalgalpigmenter, såsom feoporbid og carotenoider, anvendes i biomedicinske anvendelser i stor skala. Disse kan hæmme viral indtræden samt have post-virale indgangseffekter.
Carotenoider, i særdeleshed, kan modvirke den cytokinstorm, der er impliceret i alvorlig COVID-19, ved at hæmme overdreven produktion af antivirale reaktive iltarter (ROS) og reaktivt nitrogen-oxygen (RNS). Selvom disse er nyttige til at reducere viral replikation, de aktiverer også transkription nuklear faktor-KB (NF-KB), inducerer JAK/STAT -inflammationsvejen.
Da cytokinstormen også fremkalder livstruende akut respiratorisk nødsyndrom (ARDS), og akut lungeskade (ALI), forbundet med skader på flere organer, carotenoider kan have en endnu højere nytteværdi end deres direkte virkninger på virussen.
Andre pigmenter med antioxidant og antiviral aktivitet omfatter phycobiliproteiner og astaxanthin. Sidstnævnte rapporteres at reducere både ARDS og ALI.
Nogle mikroalger producerer peptider, der viser antiviral aktivitet i akvakultur og i silkeorme. Flavonoider har kraftig antiviral aktivitet, såsom marennine, et blågråt pigment fra Haslea ostrearia , aktiv mod hiv og HSV. Dette kan fremstilles i en bioreaktor og bruges i fødevarer, farvestoffer og kosmetik. Det
Glykolipider produceres også af mikroalger, og nogle viser kraftige virucide virkninger mod HSV2 og HIV, ved hjælp af forskellige virkningsmekanismer, såsom DNA -polymeraseinhibering eller beskadigelse af viralhylsteret for at fremme viral lysis.
Bortset fra mikroalgalforbindelser, de har evnen til at fungere som vektorer, der udtrykker dobbeltstrenget RNA i vira og dermed interfererer med viralt mRNA for at hæmme viral replikation. Et eksempel er den grønne mikroalge Chlamydomonas reinhardtii , bruges mod rejervirus, det gule hoved -virus.
Andre vacciner kunne oprettes ved hjælp af mikroalge, der er bioingeniør på andre måder.
Mikroalgale kosttilskud kunne bruges i kosten til at modvirke SARS-CoV-2-infektion. Spirulina, allerede kendt for sin høje næringsværdi, aktiverer også immunsystemet i kraft af dets Braun-type lipoproteiner, der udløser Toll-lignende receptorer. En spirulina-rig kost kan hjælpe med at bekæmpe hiv-infektion, som kan være forbundet med den lavere forekomst af hiv -infektion i nogle dele af verden, herunder Asien, hvor spirulina indtages i større mængder.
Spirulina forbedrer antallet af leukocytter. Dens fedtsyrer er generelt knyttet til et større antal immunceller og kan også hjælpe med at nedbryde den virale lipidmembran og -hylster.
Derudover spirulina øger insulinfølsomheden på grund af phycobiliproteinernes antioxidante virkninger, regulerer således interleukin-6, en mediator i insulinsignalering, og stigende lipoprotein lipaseaktivitet, hvilket typisk er unormalt hos disse patienter. I øvrigt, det kan forhindre bivirkninger efter vaccination. Endelig, dets indhold af antioxidanter er højt.
En kost, der er rig på asthaxanthin, kan også hjælpe med at modulere frigivelse af cytokin og forbedre resultaterne ved SARS-CoV-2-infektion. Øget immunaktivitet, især en stigning i lymfocytter, ses også med dette næringsstof, og er relevant i denne infektion, typisk karakteriseret ved lymfopeni.
En kost beriget med Chlorella og Hematococcus pluvialis kan også hjælpe med at forhindre alvorlig symptomatisk COVID-19, derfor. Chlamydomonas reinhardtii forbedrer også tarmsundheden via sine phenolforbindelser, igen til gavn for patienter med COVID-19, der ofte har et ændret tarmmikrobiom.
Andre mikroalgalprodukter, der allerede bruges i fødevarer, såsom chitosan og carrageenan, er også værd at undersøge nærmere for deres aktivitet mod SARS-CoV-2. Førstnævnte regulerer kolesterolniveauet.
Samlet set, derfor, mikroalger ” vise miljøvenlige og miljøvenlige egenskaber, producere en lang række antivirale forbindelser, og kan bruges som supplement til kost uden sikkerhedsstillelse. I øvrigt, disse organismer betragtes som meget gode kandidater til den gentekniske tilgang . ”