Melidava

Potențialul propolisului împotriva infecției cu coronavirusul SARS-CoV-2

Potențialul propolisului împotriva infecției cu coronavirusul SARS-CoV-2

Sevgi Kolayli

Romanilor le plac concluziile, deci le furnizam de la inceput…

„Concluzii: Studii in silico, in vitro și clinice care au implicat propolis și coronavirusuri au arătat poptențialul anti-COVID-19 al propolisului. Acesta este un agent terapeutic natural în prevenirea COVID-19 datorită eficienței determinate de potențialul său de a bloca legarea virusului de receptori șși efectelor de stimulare a imunității, caracteristicilor de adjuvant, de prevenire a șocului septic și proprietăților antitrombotice.”

Introducere

La fel cu virusurile Polio, Ebola și gripei, virusul pandemiei COVID-19 este un membru al familiei virusurilor ARN denumite coronavirusuri. Coronavirusurile (familia Coronaviridae; ordinul Nidovirales) sunt virusuri ARN de dimensiuni mari, anvelopate, helical-pozitive. Subfamilia Coronavirinae este împărțită în patru subclase după secvențe și caracteristicile filogenetice – coronavirusuri alfa, beta, gamma și delta. Coronavirusurile gamma și delta infectează unele specii de mamifere și păsări, dar nu produc îmbolnăviri ale oamenilor. Coronavirusurile alfa și beta produc infecții respiratorii la oameni și infecții ale sistemului gastrointestinal la unele specii de animale. Capabile să infecteze oameni sunt câteva coronavirusuri cu ARN anvelopat (CoVh), două α-coronavirusuri (229E și NL63) și cinci β-coronavirusuri (OC43, HKU1, SARS-CoV, SARS-CoV-2 și MERS-CoV).

International Virus Taxonomy Committee a redenumit 2019-nCov – coronavirus 2 cauzator de sindrom respirator acut grav (SARS) (SARS-CoV-2), iar secvența genomului viral a arătat o similaritate de 89% și o identitate de 80% cu SARS-CoV.

SARS-CoV-2 produce boala COVID-19 și este al 7-lea membru al familiei coronavirusurilor care infectează oamenii, în afară de SARS și MERS. În comparație cu alte virusuri, SARS-CoV-2 are o transmisibilitate și infectivitate ridicate și este dispersat în principal prin tractul respirator. Virusul este transmis, direct sau indirect, prin membranele cu mucus, nas, gură și ochi. Pentru întărirea sistemului imun se folosesc produse naturale, vitamine (D și C) și săruri minerale (Zn, Ca, Mg), curcumină și propolis.

propolis bee glue natural medicine

Propolisul este un amestec rășinos apicol obținut în stare brută prin raclarea stupilor. Albinele îl colectează din scurgerile de rășini din arbori, scoarță, frunze și secreții ale plantelor, după care îl depozitează în stup. Este folosit de către albine pentru diferite protecții ca antiseptic, antimicrobian, antiviral și agent de izolare. Este folosit în medicina complementară și tradițională datorită proprietăților și activităților sale. Extracte hidrofile și hidrofobe obținute din propolis brut se comercializează sub diferite forme.          

Proprietățile antivirale ale propolisului

Propolisul este compus din aprox. 50% rășini și balsamuri și 30% ceară, restul fiind uleiuri și compuși aromatici, deși compoziția sa și proprietățile biologice depind de flora din regiunea de colectare.Componentele active ale propolisului, care conține aprox. 300 compuși organici diferiți, sunt diferiți polifenoli și compuși volatili în porțiunea balsamică. Ca solvenți de extracție pentru propolisul brut se folosesc apa, etanolul, glicerolul, propilen glicolul și uleiuri vegetale. Etanolul 60-70% este considerat solventul cel mai bun. Un extract de bună calitate din propolis trebuie să aibă un conținut ridicat de polifenoli.

Polifenolii sunt compuși aromatici vegetali și până acum au fost descriși peste 10 000. Acești compuși naturali se subclasifică în acizi fenolici, flavonoizi, taninuri, procianidine și antocianine și constituie componentele active din propolis. Componentele propolisului care se extrag în etanol 70% sunt în principal acizii fenolici și flavonoizii, iar componente comune pentru cele mai multe varietăți de propolis sunt acizii cafeic, cumaric, ferulic, daidzeina, hesperetina și pinocembrina.

Propolis granules with honeycomb and tincture on white background

În propolisul brut se găsesc acizi fenolici și flavonoizi precum acidul cafeic și esterii săi, acizii cumaric, cafeic și CAPE, rutin, quercetină, hesperetină, pinocembrină, și acacetină. Separat, activitățile lor biologice sunt relativ mici, dar aceste activități acționează în combinații. Din acest motiv propolisul este folosit ca fracțiuni sau ca extracte.

Propolisul este un bun agent antimicrobian și antiviral. Numeroase studii au confirmat că propolisul exercită activitate antimicrobiană împotriva a peste 600 tulpini microbiene. Are efect antiviral asupra diferitelor virusuri ADN și ARN inclusiv asupra HIV, herpes simplex, HSV-1, HSV-2, virusurilor gripei A și B, virusului bolii Newcastle, adenovirusurilor, reovirusurilor aviare, rotavirusului bovinelor, virusului pseudorabiei. Spectrul antiviral larg al propolisului sugerează și potențial împotriva SARS-CoV-2.

Primul studiu asupra efectului flavonoizilor asupra rinovirusurilor a fost efectuat în 1981 folosind un flavonoid sintetic, 2,4-dicloroflavona. Studii ulterioare au comunicat că flavonoizii posedă potențial antiviral împotriva virusurilor ADN și ARN. Quercetina este cea mai eficientă, dar extractul din propolis nu a fost încă testat.

Primul studiu asupra utilizării propolisului împotriva familiei coronavirusurilor a fost efectuat în 1990. Studiul in vitro a investigat efectele antivirale a cinci flavonoizi (chrysină, kaempferol, quercetină, acacetină și galangină), componente active din propolis. S-a comunicat că quercetina prezintă activitate antivirală dependentă de doză. Unii flavonoizi din polenul de albine din Cistus targetează ghimpele CoV-2 RBD; complexul ACE II. Unii flavonoizi blochează glicoproteina complexului CoV-2 Spike. Catechina posedă cel mai mare potențial de inhibiție, cu energie mare de legătură, urmată de pinocembrină, chrysină și CAPE.

Într-un studiu in silico au fost calculate energiile de legare ale unor flavonoizi din propolis provenit din Anatolia față de carboxipeptidaza enzima de conversie a angiotensinei (ACE-2) cu receptorii săi. Autorii au concluzionat că rutinul, miricetina, CAPE și hesperetina prezintă valori ridicate ale inhibiției legării (K_i).

Căi posibile de acțiune ale propolisului împotriva COVID-19

Extractele etanolice din propolis micșorează sau atenuează efectele infecției SARS-CoV-2 prin diferite mecanisme, deși studiile clinice sunt puține.

Mecanismele de acțiune ale extractelor din propolis împotriva infecției cu SARS-CoV-2

Ținte;

• Efectul antiviral al propolisului
• Polimeraza dependentă de ARN viral (RdRP) și glicoproteina spike (SGp)
• Legarea de receptor a enzimei 2 de conversie a angiotensinei (ACE-2)
• PAK-1 (kinaze activate de RAC/CDC42)
• Inhibitori de proteaze. Serină 2 proteaza transmembranară (TMPRSS2)
• Efector imunommodulator
• Adjuvant
• Șoc septic
• Activitate antitromboză

Propolis tincture in wooden spoon on white background. Natural antibiotic

Efecte asupra legării receptorului enzimei 2 de conversie a angiotensinei (ACE-2)

Principalul obiectiv în combaterea virusului este împiedicarea pătrunderii în tractul respirator, iar măștile și distanțarea socială sunt relativ eficiente. A doua metodă de protecție este vaccinarea. A treia modalitate activă sunt agenții de interacțiune care întrerup conexiunea dintre virus și receptorii care targetează receptorul este ACE-2. Aici, obiectivul principal este împiedicarea pătrunderii virusului în celule prin deconectarea virusului de receptorii ACE-2, efectuată cu agenți naturali sau sintetici. Agenții folosiți sunt fie împiedicați să se lege la receptorii ACE-2 prin legare la proteina spike a virusului, fie seleagă direct la receptorii ACE-2 pentru a bloca legarea virusului.

Se consideră că flavonoizii de origine vegetală tratează eficient infecțiile cu unii viruși ARN, precum HIV, și pot exercita efecte similare în tratamentul COVID-19. Studiile de andocare moleculară au sugerat că ppropolisul ar putea fi eficient în acest scop. Propolisul provenit din Anatolia – Turcia – poate preveni legarea SARS-CoV-2 de ACE-2 cu afinitate de cuplare ridicată. Flavonolul rutin deține cel mai bun potențial de inhibiție dintre flavonoizii studiați, cu energie de cuplare de -8,97kcal/mol și Ki 0,261M, urmat de miricetină, CAPE, hesperetină și pinocembrină. Un studiu similar de andocare moleculară, efectuat cu propolis din regiunea Sulawesi – Indonezia – a investigat 5 substanțe active; glyasperină A, bussoflavonol E, sulabiroinele A (2S)-5,7-dihidrooxi-40-metoxi-8-prenilflavanonă și izorhamnetină arîtând potențialul lor de cuplare ridicat la ACE-2 și la complexul SARS-CoV-2.    

Blocarea protein kinazelor

Protein kinazele sunt regulatori sensibili ai joncțiunilor gap. Kinazele activate de p21 (PAK) participă la rețelele de control al citoscheletului în aval de GTP-azele din familia Rho. Protein kinazele sunt enzimele/receptoorii obișnuiți din organismele vii, iar starea activată a kinazelor PAK1 este considerată drept kinaze patogenice. Ele reglează de asemenea multiple căi de transducție de semnal din celulele mamiferelor, precum motilitatea celulară, supraviețuirea și proliferarea, organizarea și funcționarea citoscheletului, matricea extracelulară, transcripția și translația. Ele sunt activate prin fosforilare/defosforilare la restul de tirozină. PAK1 (linaza 1 activată de RAC/CDC42) este cea mai importantă kinază patogenică, a cărei activare anormală produce diferite boli, inclusiv cancere, inflamații, malarie, bătrânețe și infecții virale precum HIV și COVID-19, boli inflamatoare, diabet, epillepsie, boala lui Alzheimer, SIDA, și alte infecții virale sau bacteriene. Deci blocanții PAK1 constituie o țintă terapeutică, inclusiv în COVID-19, iar unii blocanți sunt folosiți în tratamentul infecției cu coronavirus. Remdesivirul, cloroquina (CQ) și hidroxicloroquina (HQ) sunt agenți antivirali care au fost folosiți în tratamentul infecțiilor cauzate de virusuri dependente de ARN. Acești agenți sintetici, folosiți anterior ca medicamente împotriva malariei, sunt blocanți PAK1 și sunt  singurii agenți sintetici folosiți pentru a trata infecția cu coronavirus. În afară de acești blocanți sintetici, există și unii naturali, printre care acidul cafeic și esterii săi. Întrucât PAK1 este și o kinază oncogenică importantă, au fost folosiți diferiți blocanți naturali ai PAK1 precum propolisul și curcumina în scopuri antioncogenice și antimelanogenice. Ei inhibă sinteza melaninei din tirozină prin cauzarea downreglării tiroziinazei. Un alt studiu a comunicat că artepillina C, un derivat prenilat al acidului cinamic și un component activ al propolisului verde brazilian este un blocant PAK1. Extractul din propolis de Okinawa a supresat dezvoltarea celulelor de cancer pulmonar (A549) și de cancer pancreatic. Acest mecanism implică supraexpresia PAK1, o kinază care mediază inflamația pulmonară indusă de coroonavirus, fibroza și supresarea sistemului imun.

Inhibiția proteazelor

Proteazele sunt o clasă de enzime implicate în hidroliza legăturilor peptidice din proteine și dețin un rol impportant în numeroase procese fiziologice și patologice, inclusiv coagularea sângelui, dezvoltarea și migrația celulelor, catabolismul proteinelor, reglare șși creștere, morfogeneză, inflamație, dezvoltare tumorală și metastază, activarea zimogenilor și formarea de peptide farmacologic active. Supraexpresiile proteazelor serinice apar în situații patologice precum bronșită și astm. Cataliza de către proteazele celulei gazdă, inclusiv proteaza serinică 2 transmembranară  (TMPRSS2), proteaza cathepsină L endozomală, sau proteaza de tip tripsină din căile respiratorii umane (HAT) este o etapă esențială în fuziunea virusului cu membrana celulei gazdă, infectivitate și propagare. În general, inhibitorii de proteaze sunt considerați drept medicamente importante în tratamentele sau prootecția împotrivainfecțiilor virale, iar inhibitorii proteazelor serinice blochează și proliferarea virală.

Extractele etanolice din proppoli sunt inhibitori eficienți ai proteazelor care realizează protecție prin inhibiția proteazelor serinice care cauzează astm sau bronșită în căile respiratoriii. S-a arătat că activitatea proteazei traheale la șobolani crește prin expunere la fum de țigară. La animalele tratate cu extract etanolic din propolis de Trigona sp. s-a observat o scădere semnificativă a activității proteazelor traheale. Refaat et al. au arăta că două componente importante din mostrele de propolis, într-o formulare lizozomală, rutinul și CAPE inhibă puternic proteaza 3CL a COVID-19 și proteina spike S1.

Activitate imunomodulatoare

Prima etapă a reacției la SARS-CoV-2 este întărirea sistemului imun. În acest scop se folosesc diferite vitamine, în special C și D, săruuri minerale de Zn, Ca, și Mg precum și produse naturale. A doua etapă impllică folosirea de medicamente antivirale care afectează virusurile ARN (de ex. favirapir, un nou inhibitor al ARN polimerazei dependent de ARN). Tratamentele complementare și tradiționale au intrat în llupta împotriva COVID-19, cerea pentru extracte din propolis fiind cea mai mare. Produsele apicole și în special proppollisul au devenit suplemente alimentare masiv consumate ca întăritori ai sistemului imun.

Potențialul propolisului împotriva stresului oxidativ este de asemenea eficient în întărirea sistemului imun.A fost demonstrat potențialul său în protejarea țesuturilor rinichilor și ficatului șobolanilor împotriva diferiților agenți toxici. Studiile au arătat că consumul de propolis înainte de infecție produce o barieră critică de protecție împotriva stresului oxidativ.

Propolisul blochează PAK-1, putând evita fibroza pulmonară și refăcând un răspuns imun normal

Eficiența ca adjuvant

Propolisul este un produs natural funcțional care poate fi folosit ca adjuvant în medicină. Succesul a numeroase vaccinuri se bazează pe asocierea lor cu anummiți agenți, denumiți adjuvanțți, în vederea creșterii răspunsului imun și asigurării protecției pe termen lung. Adjuvanții sunt agenți care amplifică formarea răspunsului imun și au diferite mecanisme de acțioune. Totuși adjuvanții accesibili prezintă și efecte adverse și toxicitate.

Un studiu a arătat că propolisul verde are un efect de debilitare asupra răspunsului imun umoral împotriva herpesvirusului bovin de tipul 5. În acest studiu, 40mg/doză dintr-un extract etanolic din propolis verde a fost aplicat împreună cu un vaccin inactivat împotriva herpesvirusului menționat (BoHV-5). Propolisul a determinat o creștere semnificativă a concentrației anticorpilor de neutralizare în comparațiie cu bovinele care au primit același vaccin dar fără propolis. Un alt studiu în care propolisul a fost folosit ca adjuvant a arătat că extractull etanolic din propolis nu prezintă efecte secundare atunci când este administrat împreună cu vaccinuul Pasteurella multocida inactivat și nu produce efecte asupra funcțiilor rinichilor și ficatului. Într-un studiu cu propolis iranian animalele experimentale au fost tratate timp de 45 de zile cu extracte din propolis și nu au fost observate reacții adverse în comportamente sau în datele clinice. Mecanismul efectului de adjuvant al propolisului nu este suficient cunoscut, dar activitatea sa imunomodulatoare sugerează acest potențial.

A fost comparat efectul de adjuvant al propolisului (5mg/doză) asociat cu vaccinul inactivat herpes virus Suite de tip 1 (SuHV-1) cu cel al hidroxidului de Al, iar extractul din propolis a produs concentrații mai mari de anticorpi. Utilizarea vaccinului SuHV-1 plus propolis singular nu a produc cantități semnificative de anticorpi, dar combinația a mărit răspunsul imun celular, fapt evidențiat prin creșterea expresiei mARN-ului de producere al IFN-γ.

Într-un studiu asupra utilizării clinice a propolisului asupra pacienților cu COVID-19, efectuat în B razilia, a fost administrat ca adjuvant propolis verde brazilian în două doze diferite (400mg/zi și 800mg/zi) timp de 7 zile împreună cu tratamentele standard la pacienți cu COVID-19. A scăzut durata spitalizării iar funcționarea rinichilor a fost mai bună la grupul de pacienți care a primit dozele mai mari de propolis în comparație cu grupul martor.

Eficiența împotriva șocului septic

În timpul pandemiei COVID-19, a fost observat la unii pacienți un șoc septic care poate produce pierderi de organe și deces. Studiile pe animale au arătat că extractul din propolis poate fi eficient în cazul șocului septic. Un studiu asupra șocului septic acut indus de LPS la șobolani Wistar a comunicat micșorări semnificative ale citokinelor pro-inflamatoare (TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-4, IL-10 și ICAM-1) după tratament cu CAPE (10µmol CAPE/kg). În alt studiu a fost folosit etilen glicol pentru a induce hepatotoxicitate și nefrotoxicitate, iar propolisul a micșorat efectele toxice.

Concluzii

Studii in silico, in vitro și clinice care au implicat propolis și coronavirusuri au arătat poptențialul anti-COVID-19 al propolisului. Acesta este un agent terapeutic natural în prevenirea COVID-19 datorită eficienței determinate de potențialul său de a bloca legarea virusului de receptori șși efectelor de stimulare a imunității, caracteristicilor de adjuvant, de prevenire a șocului septic și proprietăților antitrombotice.