USD -
3.9740
EUR -
4.6134
GBP -
5.4784
DKK -
0.6201
Wielu badaczy z całego świata skupia się obecnie na poznawaniu wirusa afrykańskiego pomoru świń i poszukiwaniu metod, które mogłyby raz na zawsze pozwolić nam go pokonać. Okazuje się, że substancji hamujących infekcję groźnym patogenem nie trzeba szukać daleko. W najnowszej publikacji naukowców z Armenii przedstawiono liczne dowody na to, że jedna z roślinnych substancji bardzo silnie ogranicza rozwój infekcji ASF w zakażonych komórkach. Obecna jest w takich roślinach jak rumianek, cebula i seler, znajduje się ją również w winie i herbacie.
Substancja z pospolitych roślin
Grupa naukowców z Armenii właśnie ogłosiła obiecujące wyniki badań nad substancjami mogącymi powstrzymywać infekcje wirusem afrykańskiego pomoru świń. Jednym ze związków, z którymi wiązała największe nadzieje jest apigenina, należąca do roślinnych flawonoidów, grupy substancji od wieków znanych jako posiadające właściwości przeciwbakteryjne, przeciwgrzybicze i przeciwwirusowe. Apigenina już we wcześniejszych badaniach okazała się skuteczna wobec takich patogenów, jak wirus zapalenia wątroby typu C oraz wirus pryszczycy. Substancję można spotkać w wielu pospolitych roślinach, takich jak rumianek, tymianek, cebula, grejpfruty, seler i czerwona papryka. Odnaleźć ją można również w winie oraz herbacie. W 2016 roku pojawiły się pierwsze dowody na to, że może posiadać bardzo silne, zależne od dawki, działanie wobec wirusa ASF.
Niestabilna cząsteczka
Poważnym problemem jaki sprawił naukowcom obiecujący związek chemiczny jest jego silna niestabilność i praktycznie nierozpuszczalność w wodzie. W roślinach występuje zazwyczaj pod bardziej wytrzymałą postacią glukozydów, związków pochodzących z cukru prostego - glukozy. Aby przetestować właściwości apigeniny wobec ASF badacze postanowili więc wybrać komercyjnie dostępne pochodne tej substancji, o tak wdzięcznych nazwach, jak acacetryna, apigetryna i genkwanina. Udało się je rozpuścić w organicznych związkach i zastosować w kolejnych eksperymentach na komórkach zainfekowanych wirusem ASF.
Eksperyment na zainfekowanych komórkach
Na samym początku sprawdzono, czy pochodne apigeniny mają właściwości toksyczne wobec komórek ssaków. Ostatecznie lek, który jest w stanie niszczyć komórki pacjenta to mało przydatne narzędzie. Do testów wybrano linię komórek fibroblastów z tkanki łącznej, w których wirus ASF w warunkach przyżyciowych bardzo chętnie się namnaża. Niektóre z podchodnych apigeniny okazały się silnie toksyczne, inne znacznie bezpieczniejsze. Niekorzystny efekt eliminowało również zastosowanie odpowiedniego rozpuszczalnika. Po tych wstępnych próbach przetestowano skuteczność związków apigeniny wobec wirusa ASF. W kolejnej części badań komórki fibroblastów zainfekowano wirusem ASF, po czym dodano do ich hodowli roztwory flawonoidów. Hodowlę komórek prowadzono przez 96 godzin, aż do zaobserwowania efektu toksycznego w komórkach. Spośród wybranych związków najlepiej poradziła sobie genkwanina, która w znaczący sposób zmniejszyła zawartość wirusa w zainfekowanych komórkach.
Testy na komórkach świni
Działanie potencjalnego leku sprawdzono również na komórkach krwi świni domowej, a dokładniej monocytach i makrofagach. Należą one do najbardziej preferowanych przez wirusa ASF miejsc namnażania się i transportu po organizmie zwierzęcia. Makrofagi świni zainfekowano wirusem ASF, po czym dodano do nich roztwór genkwaniny o stężeniu zastosowanym w poprzednim eksperymencie. Ilość wirusa dramatycznie spadła w leczonych komórkach, a efekt ten był najsilniejszy w przypadku dodania substancji w początkowych lub późnych fazach infekcji. W opisanym eksperymencie wykorzystano dwie różne linie wirusa ASF, w tym silnie wirulentny szczep, z którym obecnie walczymy w Europie. Czy oznacza to, że do utworzenia komercyjnie dostępnego leku jest już blisko? Z pewnością konieczne jest w pierwszej kolejności poznanie dokładnego mechanizmu działania genkwaniny. W jaki sposób blokuje infekcję ASF i czy można wykorzystać to w przyszłych preparatach?
Zakaz wstępu dla ASF
Związek w dodatkowych eksperymentach nie okazał się zdolny do niszczenia samych cząsteczek wirusa ASF. Oznacza to, że nie jest w stanie mu zaszkodzić przed wniknięciem patogenu do żywych komórek. Jednak w ich wnętrzu skutecznie zwalczał wirusa ASF podany komórkom na 8h przed infekcją oraz 8h po infekcji. Najlepsze efekty uzyskiwano w początkowej fazie infekcji – oznacza to, że genkwanina prawdopodobnie utrudnia wirusowi wnikanie do komórek gospodarza. Może również utrudniać uwalnianie z komórek kolejnych namnożonych wirusowych cząsteczek. Inne testy również wskazały na to, że cząsteczka prawdopodobnie utrudnia wirusowi ASF wejście do tkanek. Zgadzałoby się to z wiedzą, jaką posiadamy na temat innych roślinnych flawonoidów. Wiele z nich jest bowiem znanych z blokowania wstępu wirusom do komórek. W przypadku genkwaniny nie znamy niestety jeszcze dokładnego mechanizmu tego zjawiska. Jeśli zrozumiemy w jaki sposób można zablokować wnikanie wirusa do komórek organizmu świni, realne stanie się utworzenie naprawdę skutecznego leku na ASF.
Blokada transportu i produkcji wirusa
Badacze podejrzewają, że obiecująca substancja zmniejsza infekcję wirusem ASF również poprzez blokowanie uwalniania namnożonych wirusów z komórek gospodarza. Przeprowadzone przez nich testy rzeczywiście na to wskazują. Potencjalny lek prawdopodobnie oddziałuje na mikrotubule, rurkowate struktury wewnątrz komórek, stanowiące szlaki transportowe z wnętrza komórki na zewnątrz. Flawonoid może się wiązać z ich fragmentami, blokując składanie szlaków wyprowadzających wirusa poza komórkę. Okazało się ponadto, że badana substancja utrudnia wirusowi namnażanie się w zainfekowanych tkankach. Leczone komórki zawierały znacznie mniej wirusowego DNA i białek kapsydu ASF od tych nietraktowanych żadnym związkiem chemicznym. Substancja prawdopodobnie blokuje namnażanie się i powstawanie części składowych patogenu.
Leki z morskich stworzeń i wielkich kalkulacji
Do innych substancji przeciwwirusowych budzących nadzieje w poszukiwaniu broni wobec wirusa ASF należą glikany znajdowane w organizmach wielu gatunków glonów żyjących w morzach, między innymi w brązowych algach. Odkryto, że mają silne przeciwiwirusowe działanie nie tylko wobec ASF, ale również wielu patogenów zagrażających życiu ludzi, takich jak wirus dengi czy HIV. Badanie zasobów natury może być bardzo przydatne w znajdowaniu nowych terapeutyków. Niektórzy naukowcy mają jednak nieco inne podejście do poszukiwań leku na ASF. Grupa naukowców z Chin przedstawiła ostatnio propozycję kilku potencjalnych leków. Przewidziała je jako skuteczne wobec ASF na podstawie prześledzenia działania białek wirusowych z białkami komórek świni. Gdy już pozna się sposób, w jaki patogen oddziałuje z gospodarzem, zakłócenie tej interakcji i powstrzymanie infekcji będzie o wiele prostsze.
Lek rozwiąże wszystkie problemy?
Afrykański pomór świń jest zwalczaną z urzędu chorobą, objętą obecnie całkowitym zakazem szczepienia i leczenia. Zakazy te są tylko pustym stwierdzeniem w sytuacji braku skutecznej szczepionki i leków zatrzymujących infekcję wirusem. W przypadku utworzenia preparatów, które rzeczywiście prezentują wysoki potencjał do ograniczenia rozprzestrzeniania ASF, a nawet do leczenia już zakażonych zwierząt, nabiorą zupełnie nowego znaczenia. Pojawi się wiele nowych problemów pod względem prawnym. Jaki bowiem nadać status państwom, które leczą lub szczepią swoje zwierzęta wobec ASF? Do takich dylematów jednak póki co jeszcze daleko. Jeśli substancje, które okazały się skuteczne w hodowlach komórkowych mają stać się kiedyś prawdziwym lekiem, będą musiały jeszcze przejść wiele klinicznych testów na żywych zwierzętach.
Na podstawie:
Hakobyan, A., Arabyan, E., Kotsinyan, A., Karalyan, Z., Sahakyan, H., Arakelov, V., ... & Zakaryan, H. (2019). Inhibition of African swine fever virus infection by genkwanin. Antiviral Research.
Fan, Y., Cai, Z., Zhang, Z., Lu, C., Zhang, G., Jiang, T., & Peng, Y. (2019). Prediction of antiviral drugs against African Swine Fever Viruses based on protein-protein interaction analysis. bioRxiv, 599043.
Komentarz Redaktora: Troszkę z przymrużeniem oka – wino nie musi być z dzikiem czy świnią domową na etykiecie, ale trafiają się perełki. Wspominał o tym na wykładzie dla Polskiego Towrzystwa Zootechnicznego prof. Piotr Tryjanowski - ornitolog-enolog, autor znany także z Cen Rolniczych. A o tym jak zwierzęta trafiają na winne etykiety można poczytać m.in. tutaj – książka Wino i ptaki.
