Rappresentazione artistica del coronavirus. Credito:Laboratorio di comunicazione scientifica per DESY
Tre composti naturali presenti negli alimenti come il tè verde, l'olio d'oliva e il vino rosso sono candidati promettenti per lo sviluppo di farmaci contro il coronavirus. In uno screening completo di un'ampia libreria di sostanze naturali presso la sorgente di raggi X PETRA III di DESY, i composti si legano a un enzima centrale vitale per la replicazione del coronavirus. Tutti e tre i composti sono già utilizzati come principi attivi nei farmaci esistenti, come riportano il team guidato da Christian Betzel dell'Università di Amburgo e Alke Meents di DESY sulla rivista Communications Biology . Tuttavia, resta da studiare se e quando un farmaco per il coronavirus può essere sviluppato sulla base di questi composti.
"Abbiamo testato 500 sostanze della Biblioteca dei composti naturali di Karachi se si legano alla proteasi simile alla papaina del nuovo coronavirus, che è uno dei principali bersagli di un farmaco antivirale", spiega l'autore principale dello studio Vasundara Srinivasan dell'Università di Amburgo. "Un composto che si lega all'enzima nel posto giusto può impedirne il funzionamento."
La proteasi simile alla papaina (PL pro ) è un enzima vitale per la replicazione del virus:quando una cellula viene dirottata dal coronavirus, è costretta a produrre elementi costitutivi per nuove particelle virali. Queste proteine sono prodotte come una lunga stringa. PL pro quindi agisce come un paio di forbici molecolari, tagliando le proteine dal filo. Se questo processo è bloccato, le proteine non possono assemblare nuove particelle di virus.
"Tuttavia, PL pro ha un'altra funzione vitale per il virus", afferma Srinivasan. "Blocca una proteina del sistema immunitario, chiamata ISG15, e che indebolisce gravemente l'autodifesa della cellula. Con PL pro inibente possiamo anche migliorare la risposta immunitaria della cellula."
Per gli esperimenti, PL pro è stato miscelato con ciascuna delle 500 sostanze naturali in una soluzione, dando loro la possibilità di legarsi all'enzima. Non è possibile vedere se una sostanza si lega all'enzima con un microscopio ottico convenzionale. Invece, minuscoli cristalli sono stati cresciuti dalle miscele. Quando illuminati con i luminosi raggi X di PETRA III alla stazione sperimentale P11, i cristalli hanno prodotto un caratteristico pattern di diffrazione da cui è possibile ricostruire la struttura dell'enzima fino al livello dei singoli atomi. "Da queste informazioni possiamo produrre modelli tridimensionali dell'enzima con risoluzione atomica e vedere se e dove una sostanza si lega ad esso", spiega Meents.
Lo screening ha mostrato che tre fenoli si legano all'enzima:l'idrossietilfenolo (YRL), isolato per gli esperimenti dall'albero dell'henné Lawsonia alba, è un composto presente in molti alimenti come vino rosso e olio d'oliva vergine e usato come agente antiaritmico. L'idrossibenzaldeide (HBA) è un noto agente antitumorale e accelera la guarigione delle ferite. È stato isolato dalla torta Acalypha a foglia di rame. Il metildiidrossibenzoato (HE9), isolato dalla calendula francese Tagetes patula, è un antiossidante con effetto antinfiammatorio e si trova nel tè verde.
In successivi test di laboratorio, stabiliti ed eseguiti da Hévila Brognaro nel gruppo di Betzel, i tre fenoli hanno ridotto il PL pro dell'attività del 50–70% nelle cellule viventi. "Il vantaggio di queste sostanze è la loro comprovata sicurezza", afferma Betzel, che è anche membro del cluster di eccellenza CUI:Advanced Imaging of Matter. "Questi composti si trovano naturalmente in molti alimenti. Tuttavia, bere il tè verde non curerà l'infezione da corona. Come se non guarisse le ferite o non curerà il cancro. Se e come un farmaco corona può essere sviluppato da questi fenoli è oggetto di ulteriori studi ."
Il metildiidrossibenzoato (HE9) è stato isolato dalla tagete francese Tagetes patula. Credito:Pixabay, Sonja Kalee
In uno screening diverso, un team composto in gran parte dagli stessi scienziati aveva già esaminato migliaia di farmaci esistenti a PETRA III come possibili inibitori della proteasi principale del coronavirus (M pro ), anche un paio di forbici molecolari e un potenziale bersaglio farmacologico principale. Lo screening ha identificato diversi candidati ai farmaci corona e i più promettenti sono entrati in test preclinici. "L'iniziativa corona di DESY e dell'Università di Amburgo è una delle pochissime al mondo ad aver studiato entrambi i principali obiettivi di COVID-19", sottolinea Betzel. + Esplora ulteriormente
