Nghiên cứu khoa học về tác dụng phòng chống COVID của đông trùng hạ thảo

Cordycepin: một hoạt chất sinh học của Cordyceps militaris ( Đông trùng hạ thảo) và polyadenyl hóa chất ức chế có tiềm năng điều trị chống lại COVID-19

COVID-19, một đại dịch bệnh mới gây ra bởi vi rút RNA sợi đơn thuộc về họ coronaviridae được xác định lần đầu tiên vào tháng 11 tháng 12 năm 2019 ở Vũ Hán, Trung Quốc (Phelan và cộng sự, 2020). Các Ủy ban quốc tế về phân loại vi rút đã đặt tên cho điều virus mới là “Coronavirus gây hội chứng hô hấp cấp tính nghiêm trọng 2” (SARS-CoV-2) và các triệu chứng tương tự như viêm phổi. Bệnh dịch lan nhanh và phủ rộng hơn 212 quốc gia và vùng lãnh thổ trên thế giới và được tuyên bố là nguy cơ sức khỏe toàn cầu khẩn cấp của WHO. Trên toàn thế giới đã có 47.930.397 các trường hợp được xác nhận về COVID-19, bao gồm 1.221.781 trường hợp tử vong, báo cáo cho WHO (ngày 5 tháng 11 năm 2020). Vi-rút corona mới, SARS-CoV-2 giống 96,2% với coronavirus dơi và giống đáng kể (79,5%) với SARS-CoV 2002 trong cấu tạo di truyền và sử dụng các cơ chế gần như tương tự để xâm nhập vào tế bào chủ mặc dù có ái lực cao hơn. Cả hai vi rút xâm nhập vào cơ thể vật chủ bằng cách liên kết tăng đột biến glycoprotein S1 của virus đến tế bào thể vật chủ, angiotensin men chuyển 2 (ACE2).

Bộ gen SARS-CoV-2 bao gồm 6 khung và mã đọc mở cho một số cấu trúc và phi cấu trúc protein (Walls và cộng sự, 2020). Protein cấu trúc bao gồm protein gai (S), protein màng (M), vỏprotein (E) và protein nucleocapsid (Ncp) (Kahn & McIntosh, 2005; Walls và cộng sự, 2020) được ràng buộc chặt chẽ lên bề mặt của virion trưởng thành. Protein Spike (S) được tạo ra tối đa hai tiểu đơn vị chức năng riêng biệt (S1 và S2) chịu trách nhiệm liên kết (tiểu đơn vị S1) và hợp nhất (tiểu đơn vị S2) với màng tế bào chủ (Kirchdoerfer et al., 2016; Walls và cộng sự, 2020). Tiểu đơn vị S1 ở xa chứa vùng liên kết thụ thể và ổn định trạng thái tưới máu trước của tiểu đơn vị S2 được neo vào màng có chứa bộ máy hợp nhất. Đối với tất cả các CoV, S được tiếp tục phân cắt và xử lý bởi protease vật chủ, TMPRSS2 (Walls và cộng sự, 2020) tại S2 và trong một nghiên cứu gần đây, người ta đã báo cáo rằng một chất ức chế serine protease, hoạt động trên TMPRSS2 một cách đáng kể ức chế sự xâm nhập của coronavirus mới (Wan và cộng sự, 2020). Do đó nó rõ ràng là sự xâm nhập của coronavirus vào các tế bào nhạy cảm là một quy trình phức tạp và nhiều bước đòi hỏi sự phối hợp

hoạt động của quá trình liên kết thụ thể và phân giải protein của tăng đột biến protein để thúc đẩy quá trình dung hợp tế bào vi rút thành công (Walls và cộng sự, 2017).

Số lượng loài nấm trên thế giới được ước tính là 140.000, nhưng chỉ 10% (khoảng 14.000 loài được đặt tên). Nấm đã được con người tiêu thụ do các đặc tính dinh dưỡng và dược tính của chúng từ thời cổ đại. Đặc biệt trong y học cổ truyền Trung Quốc, họ đã sử dụng để hỗ trợ hệ thống miễn dịch, cải thiện chức năng phổi và thận, điều trị viêm phế quản mãn tính, kiểm soát mức đường huyết, và để bảo vệ gan. Các nghiên cứu trước đây cho thấy nấm chứa một lượng lớn hoạt chất sinh học các hợp chất như phenolic, flavonoid và các hợp chất hữu cơ,terpenoit, lectin, protein và polysaccharid. Ngoài ra chúng còn có thể được sử dụng như kích thích miễn dịch, chống viêm, kháng vi rút, chất chống oxy hóa, kháng nấm và kháng u trong y học hiện đại.

Chi Đông trùng hạ thảo thuộc bộ Ascomycota bao gồm hơn 500 loài nấm. C. sinensis và C. militaris là phổ biến nhất được biết đến và là loài có giá trị nhất của chi trong Y học Trung Quốc. Chúng đã được sử dụng làm thuốcđể điều chỉnh miễn dịch, xác định gốc tự do, chống ung thư, kháng vi rút, kháng nấm, giảm đau, hạ lipid máu. Các đặc tính chống bạch cầu và cải thiện phổi trong Y học Trung Quốc. Nghiên cứu toàn diện cho điều trị COVID-19 đã tạo ra các loại thuốc với các mục đích khác nhau, các loại thuốc có nguồn gốc từ nấm cũng có thể được áp dụng để điều trị. Từ đó, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng C. sinensis và C. militaris sở hữu hoạt chất kháng vi-rút, điều hòa miễn dịch và bảo vệ chức năng phổi các ứng dụng này cũng có thể được áp dụng cho điều trị COVID-19.

Một nghiên cứu trước đây của Singh và cộng sự cho thấy rằng C. sinensis tăng khả năng chống lại tình trạng thiếu oxy phát triển trong phổi bằng cách tăng Nrf2 và HIF1_ và giảm NFgB trong ống nghiệm. Nó cũng tăng cytokine chống viêm TGF. Hơn thế nữa, một nghiên cứu khác của Fu và cộng sự cũng cho thấy kết quả tác dụng bảo vệ của chiết xuất C.sinensis đối với lipopolysaccharide gây tổn thương phổi ở chuột. Họ đã chứng minh rằng hiệu ứng này đã xảy ra thông qua việc giảm tổng số đại thực bào và bạch cầu trung tính và biểu hiện của TNF-_, IL-6, IL-1`;  ràng buộc khả năng của DNA NF-gB p65 và ức chế sự biểu hiện mRNA của COX-2 và iNOS trong mô phổi với tác dụng phụ thuộc vào liều lượng. Dữ liệu của họ cũng tiết lộ rằng C. sinensis có thể được sử dụng như một thuốc tiềm năng để điều trị chấn thương phổi cấp tính. Một nghiên cứu khác bởi Chen và cộng sự cũng cho kết quả tương tự đối với C. Sinensis với việc giảm xơ hóa do bleomycin gây ra ở chuột bằng cách giảm số lượng tế bào viêm và các ổ tăng sinh sợi. Dữ liệu của họ cho rằng C. Sinensis có thể được sử dụng không chỉ để ngăn ngừa xơ phổi mà còn để điều trị nó. Ngoài ra, Wang và cộng sự và Xu và cộng sự có các nghiên cứu cho thấy C. sinensis ức chế xơ phổi.

Cấu trúc đế và các tương tác hóa học của cordycepin được hiển thị cùng với các nguyên tử phối tử và các axit amin tương tác trong các vị trí liên kết của protein đột biến SARS-CoV-2

Năng lượng liên kết tiết lộ mối quan hệ giữa các phối tử và phân tử thụ thể đích tương ứng của chúng. Năng lượng liên kết thấp hơn (âm tính) chỉ ra ái lực cao hơn của phối tử đối với thụ thể (Kusumaningrum và cộng sự, 2014; Puspaningtyas, 2014).

Glycoprotein gai lớn xuyên màng được glycosyl hóa nặng (loại I) của SARS-CoV-2 là

tính năng đáng chú ý và đóng một vai trò quan trọng trong quá trình gắn kết lan truyền, hợp nhất và xâm nhập vào cơ thể vật chủ (Wrapp và cộng sự, 2020),

và do đó, người ta cho rằng việc ức chế sự tăng đột biến protein có thể liên quan đến việc ức chế sự nhân lên của virus. Glycoprotein tăng đột biến xuyên màng tồn tại trong một dạng heterotrimeric với ba chuỗi polypeptit riêng biệt: chuỗi A, B và C, tạo thành mỗi đơn phân. Glycoprotein tăng đột biến có hai lĩnh vực chức năng, được đặt tên là S1 và S2, cả hai đều chịu trách nhiệm nhập mã di truyền coronavirus vào tế bào vật chủ (Wrapp và cộng sự, 2020). Các nghiên cứu tương tác phân tử tiết lộ rằng cordycepin có ái lực liên kết mạnh theo sau là nitazoxanide, rapamycin, monensin, silvestrol, amiodarone, cepharanthine, indomethacin, promethazine và mefloquine với vùng SARSCoV-2 RBD (protein tăng đột biến) (Hình 1 và 2). Cordycepin cho thấy các tương tác hóa học mạnh mẽ với miền RBD – giao diện ACE2 của con người với His34, Glu35,và Lys353 trong mạng acid amin đang hoạt động.

Cơ chế tác động của hoạt chất trong Đông trùng hạ thảo.

Bảng đánh giá khả năng gắn kết với protein chính của virus Sars-CoV2 của các loại thuốc kháng virus thông thường, bao gồm đông trùng hạ thảo.

Nguồn: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/cbdd.13812?zarsrc=1303