Могут ли противовирусные соединения, полученные из микроводорослей, бороться с SARS-CoV-2 и другими вирусами?

С появлением продолжающейся пандемии коронавирусного заболевания 2019 (COVID-19), вызванный тяжелым острым респираторным синдромом коронавирусом 2 (SARS-CoV-2), Начались лихорадочные поиски эффективных и безопасных противовирусных препаратов. При отсутствии каких-либо серьезных успехов, вакцины стали преобладающим средством борьбы с пандемией во всем мире.

В журнале опубликована новая обзорная статья Антибиотики сообщает о наличии большого количества биоактивных соединений в микроводорослях, которые нацелены на химические структуры, присутствующие только в их структуре.

Исследование:оценка противовирусной активности микроводорослей и их биоактивных соединений. Кредит изображения:Chokniti Khongchum / Shutterstock

Фон

Морские водоросли уже вносят почти десятую часть биомедицинских молекул, для некоторых из которых ученые полностью зависят от этих микроклеточных организмов. Во-вторых, микроводоросли обильно размножаются при низких затратах энергии, при производстве большого количества лекарственных соединений.

Микроводоросли производят множество таких химикатов, такие как углеводсвязывающие белки, называемые лектинами, которые связываются непосредственно с вирусными гликопротеинами, добавленными посттрансляционно через специфически ориентированный домен узнавания углеводов (CRD); полисахариды с сульфатными группами и кислые полисахариды; пигменты; пептиды и белки; флавоноиды и полифенолы; и гликолипиды.

Типы противовирусных соединений

Цианобактериальные лектины включают агглютинин OAA, Циановирин-Н (CV-N), Лектин Microcystis Viridis (MVL), Микровирин, и Сцитовирин, от таких видов, как Oscillatoria agardhii штамм НИЕС-204, Носток эллипсоспорум а также Microcystis aeruginosa PCC7806. Они подавляют ряд вирусов, таких как вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) 1 и 2, вирус гепатита С (HCV), вирус геморрагической лихорадки ЗЕБОВ, грипп A, B-вирусы, и вирус простого герпеса (HSV).

Полисахариды производятся известными Спирулина а также Порфиридий микроводоросли. Сульфатные полисахариды могут занимать сайты прикрепления вируса на вирусной оболочке через отрицательный заряд сульфатной группы, которая связывается с положительными зарядами на оболочке. создание необратимого комплекса.

Другие перспективные сульфат-полисахариды из Спирулина включают кальций-спирулан (Ca-SP), который активен против ВИЧ1 и ВПГ, а также цитомегаловирус (ЦМВ), вирус паротита и вирус гриппа. Порфиридий красный, тогда как другой зеленый. Первый имеет оболочку, богатую сульфатными полисахаридами, которые подавляют рост опухоли, бактериальный и вирусный рост.

Ветряная оспа (HH3), вирус лейкемии мышей и ВПГ также подавляются Порфиридий разновидность. Другие микроводоросли производят сульфатные полисахариды, которые ингибируют пикорнавирусы (вызывая различные состояния, начиная от миокардита и энцефалита, через неврологические и репродуктивные заболевания, диабету), и вирусы парагриппа, ответственный за тяжелое детское респираторное заболевание, а также ВИЧ, HSV, и вирусы паротита.

Хорошо известный кислый полисахарид из этого класса организмов включает Ностофлан из Носток разновидность, высокоактивен против HSV, подавляя синтез гликопротеина вирусной оболочки.

Пигменты микроводорослей, такие как феопорбид и каротиноиды, широко используются в биомедицине. Они могут препятствовать проникновению вирусов, а также иметь поствирусные эффекты.

Каротиноиды подавляют цитокиновый шторм

Каротиноиды, особенно, может противодействовать цитокиновому шторму, связанному с тяжелой формой COVID-19, путем ингибирования чрезмерного производства противовирусных активных форм кислорода (ROS) и реактивного азота-кислорода (RNS). Хотя они полезны для снижения репликации вирусов, они также активируют ядерный фактор транскрипции-KB (NF-KB), индуцируя путь воспаления JAK / STAT.

Поскольку цитокиновый шторм также вызывает опасный для жизни острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС), и острое повреждение легких (ОПЛ), связанные с полиорганными повреждениями, каротиноиды могут иметь еще более высокую полезность, помимо их прямого воздействия на вирус.

Другие пигменты с антиоксидантной и противовирусной активностью включают фикобилипротеины и астаксантин. Сообщается, что последний снижает как ОРДС, так и АЛИ.

Некоторые микроводоросли продуцируют пептиды, проявляющие противовирусную активность в аквакультуре и тутовых шелкопрядах. Флавоноиды обладают сильным противовирусным действием, такие как мареннин, голубовато-серый пигмент от Haslea ostrearia , активен против ВИЧ и ВПГ. Его можно производить в биореакторе и использовать в пищевых продуктах, красители и косметика. Это

Гликолипиды также производятся микроводорослями, а некоторые проявляют сильные вирулицидные эффекты против ВПГ2 и ВИЧ, использование различных механизмов действия, таких как ингибирование ДНК-полимеразы или повреждение оболочки вируса, для ускорения лизиса вируса.

Возможности для производства вакцины

Помимо соединений микроводорослей, они обладают способностью действовать как векторы, экспрессирующие двухцепочечную РНК в вирусах, и, таким образом, мешать вирусной мРНК, подавляя репликацию вируса. Один из примеров - зеленая микроводоросль. Chlamydomonas reinhardtii , используется против вируса креветок, вирус желтой головы.

Другие вакцины могут быть созданы с использованием биоинженерии микроводорослей иными способами.

Пищевые добавки с активностью против SARS-CoV-2

Добавки с микроводорослями можно использовать в рационе для противодействия инфекции SARS-CoV-2. Спирулина, уже известен своей высокой питательной ценностью, также активирует иммунную систему за счет липопротеинов типа Брауна, которые запускают Toll-подобные рецепторы. Диета, богатая спирулиной, может помочь в борьбе с ВИЧ-инфекцией. что может быть связано с более низкой заболеваемостью ВИЧ-инфекцией в некоторых частях мира, включая Азию, где спирулина потребляется в больших количествах.

Спирулина улучшает количество лейкоцитов. Его жирные кислоты обычно связаны с большим количеством иммунных клеток и могут также способствовать разрушению липидной мембраны и оболочки вируса.

Кроме того, спирулина повышает чувствительность к инсулину из-за антиоксидантного действия фикобилипротеинов, таким образом регулируя интерлейкин-6, посредник в передаче сигналов инсулина, и повышение активности липопротеинлипазы, что обычно не соответствует норме у этих пациентов. Кроме того, это может предотвратить побочные эффекты после вакцинации. Наконец-то, его антиоксидантное содержание высокое.

Диета, богатая астаксантином, также может помочь модулировать высвобождение цитокинов и улучшить результаты при инфекции SARS-CoV-2. Повышенная иммунная активность, особенно увеличение лимфоцитов, также наблюдается с этим питательным веществом, и имеет отношение к этой инфекции, обычно характеризуется лимфопенией.

Диета, обогащенная Хлорелла а также Гематококк плювиальный также может помочь предотвратить тяжелый симптоматический COVID-19, следовательно. Chlamydomonas reinhardtii также улучшает здоровье кишечника за счет своих фенольных соединений, снова приносит пользу пациентам с COVID-19, у которых часто наблюдается измененный микробиом кишечника.

Другие продукты из микроводорослей, уже используемые в пищевых продуктах, такие как хитозан и каррагинан, также заслуживают дальнейшего изучения на предмет их активности против SARS-CoV-2. Первый регулирует уровень холестерина.

Заключение

Общий, следовательно, микроводоросли » демонстрируют экологически чистые и экологически устойчивые характеристики, производить большое количество противовирусных препаратов, и может использоваться в качестве добавки к диетам без побочных эффектов. Кроме того, эти организмы считаются очень хорошими кандидатами для подхода генной инженерии . »

• Исследователи разрабатывают дрожжевой пробиотик для лечения воспалительного заболевания кишечника.
• Исследователи UTHSC публикуют новые данные о том, как ожирение влияет на лечение рака