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Gli estratti di due piante selvatiche inibiscono il virus COVID-19

Due comuni piante selvatiche contengono estratti che inibiscono la capacità del virus che causa il COVID-19 di infettare le cellule viventi

Verga d’oro alta (Solidago altissima). Credito: Tharanga Samarakoon

Due comuni piante selvatiche contengono estratti che inibiscono la capacità del virus che causa il COVID-19 di infettare le cellule viventi, secondo uno studio della Emory University. Scientific Reports ha pubblicato i risultati, il primo importante screening di estratti botanici per cercare la potenza contro il virus SARS-CoV-2.

Nei test di laboratorio, gli estratti dei fiori dell’alta verga d’oro (Solidago altissima) e dei rizomi della felce aquila (Pteridium aquilinum) hanno impedito a SARS-CoV-2 di entrare nelle cellule umane .

I composti attivi sono presenti solo in quantità minuscole nelle piante. Sarebbe inefficace e potenzialmente pericoloso per le persone tentare di curarsi con loro, sottolineano i ricercatori. In effetti, la felce dell’aquila è nota per essere tossica, avvertono.

“È molto presto nel processo, ma stiamo lavorando per identificare, isolare e aumentare le molecole dagli estratti che hanno mostrato attività contro il virus”, afferma Cassandra Quave, autrice senior dello studio e professore associato presso la Emory School of Medicine. Dipartimento di Dermatologia e Centro per lo Studio della Salute Umana. “Una volta isolati i principi attivi, abbiamo in programma di testare ulteriormente la loro sicurezza e il loro potenziale a lungo raggio come medicinali contro il COVID-19”.

Quave è un etnobotanico, studia come le persone tradizionali hanno usato le piante per la medicina per identificare nuovi candidati promettenti per i farmaci moderni. Il suo laboratorio cura la Quave Natural Product Library, che contiene migliaia di prodotti naturali botanici e fungini estratti da piante raccolte in siti di tutto il mondo.

Caitlin Risener, un dottorato di ricerca. candidato nel corso di laurea in Farmacologia molecolare e dei sistemi di Emory e nel Centro per lo studio della salute umana, è il primo autore del presente documento.

In precedenti ricerche per identificare potenziali molecole per il trattamento di infezioni batteriche resistenti ai farmaci, il laboratorio di Quave si è concentrato sulle piante che le persone tradizionali avevano usato per trattare l’infiammazione della pelle.

Dato che COVID-19 è una malattia emersa di recente, i ricercatori hanno adottato un approccio più ampio. Hanno ideato un metodo per testare rapidamente più di 1.800 estratti e 18 composti della Quave Natural Product Library per l’attività contro SARS-CoV-2.

“Abbiamo dimostrato che la nostra libreria di prodotti naturali è un potente strumento per aiutare a cercare potenziali terapie per una malattia emergente”, afferma Risener. “Altri ricercatori possono adattare il nostro metodo di screening per cercare altri nuovi composti all’interno di piante e funghi che potrebbero portare a nuovi farmaci per trattare una serie di agenti patogeni”.

SARS-CoV-2 è un virus a RNA con una proteina spike che può legarsi a una proteina chiamata ACE2 sulle cellule ospiti. “La proteina spike virale utilizza la proteina ACE2 quasi come una chiave che entra in una serratura, consentendo al virus di entrare in una cellula e infettarla”, spiega Quave.

I ricercatori hanno ideato esperimenti con particelle simili a virus, o VLP, di SARS-CoV-2 e cellule programmate per sovraesprimere ACE2 sulla loro superficie. I VLP sono stati privati ​​delle informazioni genetiche necessarie per causare un’infezione da COVID-19. Invece, se un VLP è riuscito a legarsi a una proteina ACE2 ed entrare in una cellula, è stato programmato per dirottare il meccanismo della cellula per attivare una proteina verde fluorescente.

Un estratto vegetale è stato aggiunto alle cellule in una capsula di Petri prima di introdurre le particelle virali. Facendo brillare una luce fluorescente sul piatto, hanno potuto determinare rapidamente se le particelle virali erano riuscite a entrare nelle cellule e ad attivare la proteina verde.

I ricercatori hanno identificato una manciata di risultati per gli estratti che proteggevano dall’ingresso virale e poi si sono concentrati su quelli che mostravano l’attività più forte: verga d’oro alta e felce d’aquila. Entrambe le specie vegetali sono originarie del Nord America e sono note per gli usi medicinali tradizionali dei nativi americani.

Ulteriori esperimenti hanno dimostrato che il potere protettivo degli estratti vegetali ha funzionato su quattro varianti di SARS-CoV-2: alfa, theta, delta e gamma.

Per testare ulteriormente questi risultati, il laboratorio Quave ha collaborato con il coautore Raymond Schinazi, professore di pediatria di Emory, direttore della divisione del laboratorio di farmacologia biochimica di Emory e co-direttore del gruppo di lavoro scientifico per la cura dell’HIV all’interno dell’Emory University Center sponsorizzato dal NIH. per la ricerca sull’AIDS. Leader mondiale nello sviluppo di antivirali, Schinazi è meglio conosciuto per il suo lavoro pionieristico sui farmaci innovativi per l’HIV.

Il più alto grado di biosicurezza del laboratorio Schinazi ha permesso ai ricercatori di testare i due estratti vegetali in esperimenti utilizzando il virus infettivo SARS-CoV-2 invece dei VLP. I risultati hanno confermato la capacità degli estratti di alta verga d’oro e felce aquila di inibire la capacità del SARS-CoV-2 di legarsi a una cellula vivente e infettarla.

“I nostri risultati gettano le basi per l’uso futuro delle librerie di prodotti naturali per trovare nuovi strumenti o terapie contro le malattie infettive”, afferma Quave.

Come passo successivo, i ricercatori stanno lavorando per determinare l’esatto meccanismo che consente ai due estratti vegetali di bloccare il legame con le proteine ​​ACE2.

Per Risener, una delle parti migliori del progetto è che lei stessa ha raccolto campioni di verga d’oro e felci aquile. Oltre a raccogliere piante medicinali da tutto il mondo, il laboratorio Quave effettua anche gite nelle foreste del Centro di ricerca Joseph W. Jones nella Georgia del sud. La Woodruff Foundation ha istituito il centro per aiutare a conservare uno degli ultimi resti dell’esclusivo ecosistema di pini a foglia lunga che un tempo dominava gli Stati Uniti sudorientali.

“È fantastico entrare nella natura per identificare e scavare piante”, afferma Risener. “Questo è qualcosa che pochi studenti laureati in farmacologia riescono a fare. Sarò coperto di terra dalla testa ai piedi, inginocchiato a terra e raggiante di eccitazione e felicità.”

Assiste anche nella preparazione degli estratti vegetali e nel montaggio degli esemplari per l’Emory Herbarium.

“Quando raccogli tu stesso un campione, e asciughi e conservi i campioni, ottieni una connessione personale”, dice. “È diverso da qualcuno che ti consegna semplicemente una fiala di materiale vegetale in un laboratorio e ti dice: ‘Analizza questo'”.

Dopo la laurea, Risener spera in una carriera nel campo della sensibilizzazione e dell’istruzione per la politica scientifica che circonda la ricerca sui composti naturali. Alcune delle medicine più famose derivate dai botanici includono l’aspirina (dal salice), la penicillina (dai funghi) e la terapia del cancro Taxol (dal tasso).

“Le piante hanno una tale complessità chimica che gli esseri umani probabilmente non potrebbero immaginare tutti i composti botanici che aspettano di essere scoperti”, afferma Risener. “Il vasto potenziale medicinale delle piante sottolinea l’importanza di preservare gli ecosistemi”.

 

More information: Caitlin J. Risener et al, Botanical inhibitors of SARS-CoV-2 viral entry: a phylogenetic perspective, Scientific Reports (2023). DOI: 10.1038/s41598-023-28303-x

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