Chiết xuất rong biển vượt trội hơn Remdesivir trong việc ngăn chặn virus COVID-19

Trong một thử nghiệm về hiệu quả của thuốc kháng virus chống lại virus gây ra COVID-19, một chiết xuất từ ​​rong biển ăn được vượt trội hơn hẳn so với remdesivir, loại thuốc chống virus tiêu chuẩn hiện tại được sử dụng để chống lại căn bệnh này. Heparin, một chất làm loãng máu thông thường và một biến thể heparin tước bỏ các đặc tính chống đông máu của nó, được thực hiện ngang với remdesivir trong việc ức chế SARS-CoV-2 trong các tế bào động vật có vú.

Được công bố trên Cell Discovery, nghiên cứu này là ví dụ mới nhất của một nhà nghiên cứu từ Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ Sinh học và liên ngành (CBIS) tại Viện bách khoa Rensselear đang phát triển chống lại virus corona đã và đang gây ra cuộc khủng hoảng sức khỏe toàn cầu hiện nay.

Protein tăng đột biến trên bề mặt SARS-CoV-2 bám vào thụ thể ACE-2, một phân tử trên bề mặt tế bào người. Sau đó, virus sẽ chèn tế bào di truyền của chính nó vào trong tế bào, chiếm quyền điều khiển bộ máy tế bào để tạo ra virus sao chép. Nhưng virus này có thể dễ dàng bị thu phục để khóa vào một phân tử mồi nhử mang lại sự phù hợp tương tự. Virus trung hòa sẽ bị giữ lại và thoái hóa một cách tự nhiên.

Nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, kỹ thuật mồi nhử này hoạt động trong việc bẫy các loại virus khác, bao gồm sốt xuất huyết, Zika và cúm A.

Jonathan Dordick, nhà nghiên cứu chính, Giáo sư về kỹ thuật hóa học và sinh học tại Viện Bách khoa Rensselaer cho biết: "Chúng tôi đang học cách ngăn chặn sự lây nhiễm virus và đó là kiến ​​thức mà chúng tôi sẽ cần nếu chúng ta muốn nhanh chóng đối mặt với đại dịch. Thực tế là chúng ta không có thuốc chống siêu vi. Để bảo vệ bản thân trước các đại dịch trong tương lai, chúng ta cần một kho phương pháp tiếp cận mà chúng ta có thể nhanh chóng thích nghi với các loại virus mới."

Bài viết của Cell Discovery kiểm tra hoạt tính chống virus trong ba biến thể của heparin (heparin, heparin trisulfated và một heparin trọng lượng phân tử thấp không chống đông máu) và hai fucoidans (RPI-27 và RPI-28) được chiết xuất từ ​​rong biển. Tất cả năm hợp chất là các chuỗi dài của các phân tử đường được gọi là polysacarit sunfat - kết quả của một nghiên cứu liên kết được công bố đầu tháng 7/2020.

Các nhà khoa học đã thực hiện một nghiên cứu đáp ứng liều gọi là EC50 cho nồng độ hiệu quả của hợp chất có tác dụng ức chế 50% vi khuẩn lây nhiễm virus với mỗi trong số năm hợp chất trên tế bào động vật có vú. Đối với kết quả của EC50, được đưa ra ở nồng độ mol, giá trị thấp báo hiệu một hợp chất mạnh hơn.

RPI-27 mang lại giá trị EC50 xấp xỉ 83 nano, so sánh với một thử nghiệm độc lập tương tự đã được công bố trước đây trên cùng các tế bào động vật có vú mang lại EC50 là 770 nano. Heparin mang lại EC50 là 2,1 micromol, khoảng một phần ba remdesivir, và một chất tương tự không chống đông máu của heparin mang lại EC50 là 5,0 micromol, khoảng một phần năm remdesivir.

Một thử nghiệm riêng biệt cho thấy không có độc tính tế bào trong bất kỳ hợp chất nào, ngay cả ở nồng độ cao nhất được thử nghiệm.

"Điều khiến chúng tôi quan tâm là cách lây nhiễm mới", Robert Linhardt, giáo sư Hóa sinh tại Rensselaer, người đang hợp tác với Dordick để phát triển chiến lược. "Hiện nay, nhiễm trùng COVID-19 bắt đầu từ mũi. Nếu bạn có thể điều trị nhiễm trùng sớm, hoặc thậm chí điều trị trước khi bị nhiễm trùng, bạn sẽ có cách ngăn chặn nó trước khi xâm nhập vào cơ thể."

Dordick nói thêm rằng, các hợp chất từ ​​rong biển "có thể làm cơ sở cho cách tiếp cận bằng miệng để giải quyết nhiễm trùng đường tiêu hóa tiềm ẩn".

Khi nghiên cứu dữ liệu giải trình tự SARS-CoV-2, Dordick và Linhardt đã nhận ra một số mô típ về cấu trúc của protein tăng đột biến hứa hẹn phù hợp với heparin, kết quả đã được đưa ra trong nghiên cứu liên kết. Protein spike có lớp vỏ ngoài chứa rất nhiều glycans, bảo vệ nó khỏi các enzyme của con người có thể làm suy giảm và liên kết với một thụ thể cụ thể trên bề mặt tế bào.

"Đó là một cơ chế rất phức tạp mà chúng tôi không biết tất cả các chi tiết về nó, nhưng chúng tôi đang tìm ra được nhiều thông tin hơn", Dordick nói. "Một điều trở nên rõ ràng với nghiên cứu này là phân tử càng lớn thì càng phù hợp. Các hợp chất có tác dụng hơn là các polysacarit sunfat lớn hơn, cung cấp số lượng lớn các vị trí trên các phân tử để diệt virus."

Mô hình hóa phân tử dựa trên nghiên cứu liên kết đã tiết lộ các vị trí trên protein tăng đột biến trong đó heparin có thể tương tác, làm tăng triển vọng cho các polysacarit sunfat tương tự.

"Nghiên cứu thú vị này của Giáo sư Dordick và Linhardt là một trong số những nỗ lực đang diễn ra tại CBIS, cũng như các nơi khác tại Rensselaer, để giải quyết các thách thức của đại dịch COVID-19 thông qua các phương pháp trị liệu mới và việc tái sử dụng các loại thuốc hiện có", Deepak Vashishth - Giám đốc CBIS cho biết.

Hoàng Nam dịch

Theo Lab Manager