Veiksmingų priemonių nuo COVID-19 paieškos

Kol kas nėra veiksmingų COVID-19 gydymo priemonių. Daug tikimasi iš skiepų, bet tai ilgas procesas: kad susidarytų imunitetas, reikalingos dvi skiepų dozės, tarp kurių turi praeiti trys savaitės, o nauji tyrimai rodo, jog, norint užtikrinti patikimą atsparumą, laikotarpis tarp skiepų galimai turėtų būti dar ilgesnis. Veiksmingos antivirusinės priemonės nuo SARS-CoV-2 turėtų daug pranašumų: jas vartotų ne visa populiacija, o tik selektyvios gyventojų grupės – sergantys COVID-19 ir priskiriami realios rizikos susirgti grupei (bendravę su sergančiuoju COVID-19 ir pajutę pirmuosius simptomus) asmenys. Vaistai nuo COVID-19 padėtų operatyviau ir veiksmingiau kontroliuoti šią infekciją, sumažintų sunkių ligos formų ir mirčių nuo jos dažnumą, palengvintų sveikimo periodą. Kol vyksta intensyvūs vaistų kūrimo darbai, mokslininkai atkreipia dėmesį į pačios gamtos sukurtus produktus, galinčius padėti COVID-19 sergantiems pacientams. Vienas tokių produktų, dabar aktyviai tyrinėjamų ir išbandomų in vitro bei in vivo, – glikoproteinas laktoferinas, su kuriuo pradėti ir klinikiniai tyrimai.

Įvairiapusis antivirusinis poveikis

Naujausi skirtingose šalyse atlikti tyrimai rodo, kad laktoferinas gali padėti žmogaus organizmui aktyviai kovoti su SARS-CoV-2, stiprinti imuninį atsaką ir trukdyti virusui įsiskverbti į ląsteles. Pastarojo laikotarpio tyrimais nustatyta, kad laktoferinas didina imuninių ląstelių aktyvumą stimuliuodamas neutrofilų agregaciją ir adheziją. Tyrimai parodė, kad laktoferinas slopina SARS pseudoviruso sukeltą infekciją ir šis poveikis priklauso nuo preparato dozės. Ankstesnių tyrimų duomenimis, laktoferinas pasklinda ant ląstelių paviršiaus, kuriame gausu heparano sulfato proteoglikanų (HSPGs), ir gali stabdyti viruso baltymo jungimąsi su žmogaus kūno ląstelėmis bei slopinti SARS sukeltą infekciją. Tai rodo, kad ląstelių paviršiaus proteoglikanai atlieka jungimosi su SARS funkciją ankstyvuoju SARS invazijos periodu.

Šis ir kiti tyrimai suteikia pagrindo teigti, kad ne tik AKF2 receptoriai, bet ir proteoglikanai yra labai svarbios ląstelių paviršiaus molekulės, dalyvaujančios SARS viruso skverbimosi į žmogaus kūno audinius procese. Šių procesų suvokimas padės geriau suprasti COVID-19 infekcijos patogenezės mechanizmus ir tobulinti šios mirtinai pavojingos ligos gydymą.

Fiziologinės savybės

Cheminiu požiūriu laktoferinas yra glikoproteinas, dalyvaujantis geležies homeostazės procesuose, veikiantis uždegimą, bakterijas ir virusus, o naujausiais duomenimis – ir koronavirusą SARS-CoV-2. Laktoferinas yra natūrali medžiaga, kurią gausiai sekretuoja egzokrininės pieno ir kitos liaukos, o uždegimo ar infekcijos vietose – imuninės ląstelės neutrofilai. Laktoferino gausu piene, krekenose (priešpienyje), seilėse, ašarose, nosies ir bronchų sekrete, virškinimo trakto sultyse, neutrofiliniuose granulocituose.

Laktoferinas – tai natūralus glikoproteinas, pasižymintis plačiu poveikio spektru: antivirusiniu, imunomoduliaciniu ir uždegimą slopinančiu. Atlikta nemažai laktoferino poveikio SARS-CoV-2 in vitro tyrimų, siekiant įvertinti:

• laktoferino efektyvumą SARS-CoV-2 infekcijos profilaktikai,
• antivirusinį imuninį atsaką žarnų epitelio ląstelėse,
• poveikį uždegimo mediatorių produkcijai ir jų gamybą kontroliuojančių genų ekspresijai.

Antivirusinis imuninis atsakas buvo nustatomas naudojant neinfekuotas Caco-2 žarnų epitelio ląsteles, paveiktas laktoferinu. Tyrimas parodė, kad laktoferinas:

• reikšmingai padidino uždegimo mediatorių IFNA1, IFNB1, TLR3, TLR7, IRF3, IRF7 ir MAVS iš dalies nuslopino SARS-CoV-2 replikaciją ir infekciją Caco-2 žarnyno epitelio ląstelėse,
• veikė kaip antivirusinio imuninio atsako moduliatorius,
• pasižymėjo vidutinio aktyvumo poveikiu SARS-CoV-2.

Geležies apykaita ir laktoferinas

Laktoferinas priklauso transferinų šeimai, turi didelį afinitetą geležiai todėl gali ją surišti ir pernešti. Atsiradus poreikiui, geležis išlaisvinama iš feritino ir išstumiama į kraujotaką su feroportinu. Kraujyje geležis jungiasi su transferinu ir nuplukdoma į ląsteles taikinius, ten jungiasi su specifiniais receptoriais.

Laktoferinas moduliuoja hepcidino ir feroportino sintezę, padeda normalizuoti geležies homeostazę. Laktoferinas išlaiko prijungęs geležį net iki pH 3, o transferinas – iki 5,5. Todėl geležis išlieka surišta netgi rūgštinėje terpėje, kokia būna uždegimo vietoje. Surištos geležies negali panaudoti mikrobai ir virusai, todėl slopinama jų replikacija, dauginimasis.

Daugelis ligų, pirmiausia, uždegiminių, kai padaugėja citokinų mediatorių, sutrikdo geležies homeostazę. Tyrimai in vitro parodė, kad laktoferinas šiais atvejais gali būti naudingas, nes keičia imuninį atsaką slopindamas prouždegiminių mediatorių, tokių kaip IL-6, ekspresiją.

Kitos biologinės laktoferino savybės ir funkcijos

Laktoferinas blokuoja pradinį SARS-CoV-2 ir ląstelių kontaktą, užkirsdamas kelią virusui patekti į ląsteles, mažina uždegimo mediatorių citokinų ekspresiją (IL-6 ir kt.) ir stimuliuoja adaptuotą imuninį atsaką. Laktoferinas suriša anijonines proteoglikanų molekules ląstelių paviršiuje ir mažina uždegimą, moduliuoja imuninį aktyvumą.

Antivirusinis poveikis

Specifinį koronaviruso afinitetą kvėpavimo takų epitelio ląstelėms lemia viruso glikoproteinas S (vainikėlio dantelis). SARS-CoV-2 turi savybę jungtis su plaučių kapiliarų ląstelių AKF2 receptoriais. Viruso glikoproteinui S prisijungti prie ląstelės membranos padeda vadinamasis baltymas E. Virusas taikosi į ląstelių paviršiuje pasklidusius heparano sulfato proteoglikanus, kurių gausa sudaro sąlygas virusui sparčiai daugintis. Prisidauginusios viruso dalelės nuo mažo afiniteto molekulių HSPGs pernešamos prie didelio afiniteto specifinių AKF2 receptorių, per kuriuos patenka į ląstelių vidų. Tyrimai parodė, kad laktoferinas gali prisijungti prie mažo afiniteto molekulių HSPGs ir slopinti pradinį SARS-CoV kontaktą su ląstelėmis, kartu ir viruso skverbimąsi į ląstelių vidų.

Naujausi tyrimai rodo, kad HSPGs yra būtinas SARS-CoV infekcijos kofaktorius, dar vienas koronaviruso taikinys ir prisijungimo prie ląstelės inkaras. Laktoferino uždegimo slopinamasis poveikis susijęs su jo savybe endocitozės būdu patekti į ląstelės vidų, paskui į branduolį ir reguliuoti prouždegiminių genų ekspresiją bei uždegimo mediatorių citokinų aktyvumą ir išskyrimą. Naujausi tyrimai, publikuoti 2021 m. sausio 23 dieną, rodo, kad laktoferinas in vitro sustiprina antivirusinį imuninį atsaką, apsaugo žarnyno epitelio ląsteles nuo SARS-CoV-2 infekcijos, moduliuoja citokinų gamybą.

Pradžioje buvo manoma, kad SARS-CoV-2 užsikrečiama tik per kvėpavimo takus, glaudaus individų kontakto metu. Dabar jau aišku, kad SARS-CoV-2 aktyviai dauginasi ir žarnyne, todėl galimas ir fekalinis-oralinis užsikrėtimo būdas.

Žarnų epitelyje nustatyta SARS-CoV-2 receptorių AKF2 ekspresija. Neseniai atliekant tyrimą buvo analizuojamas laktoferino poveikis antivirusiniam žarnų epitelio ląstelių atsakui. Įvertinti šie specifiniai antivirusinio poveikio žymenys: IFN alfa, IFN beta, IRF3 ir IRF7 (signalinės molekulės, susijungusios su antivirusinėmis molekulėmis interferonais), TLR3 ir TLR7 (įgimto imuniteto specifiniai receptoriai, pastebintys viruso RNR ir pradedantys imuninį atsaką), MDA5 ir MDVS (viruso genų receptoriai, dalyvaujantys ląstelių antivirusinio atsako procesuose), IL-10 ir TGF beta (uždegimo slopinimo žymenys), IL-1 beta, IL-6 ir IL-8 (prouždegiminiai žymenys), TSLP1 (žarnų epitelio ląstelių išskiriamas citokinas, dalyvaujantis makrofagų ir dendritinių ląstelių uždegimą slopinančio fenotipo reguliacijos procesuose).

Nauji tyrimai in vitro parodė, kad laktoferinas gali sustiprinti antivirusinį imuninį atsaką, nes reguliuoja IFN alfa ir beta, TLR 3 ir 7 ir IRF 3 ir 7 ekspresiją. Lygiagrečiai laktoferinas pasižymėjo poveikiu citokinų gamybai SARS-CoV-2 infekcijos metu ir saugojo žarnų epitelio ląsteles nuo SARS-CoV-2 infekcijos in vitro.

2020 m. gruodžio mėn. paskelbta, kad pradėti klinikiniai tyrimai, kuriais bus įvertintas laktoferino poveikis gydant COVID-19 sergančius pacientus. Šių tyrimų metu COVID-19 sergantys pacientai vartoja geriamąjį laktoferiną (Globoferrina). Globoferrina – tai maisto papildas, kurio sudėtyje yra 200 mg laktoferino, išgaunamo iš karvės pieno. Tyrimai rodo, kad 200 mg laktoferino per dieną yra gerai toleruojama dozė. Maisto papildas Globoferrina išgaunamas iš pieno, todėl jo vartoti nereikėtų pieno netoleruojantiems žmonėms.

Parengė gyd. Jonas Kastys

Literatūra

1. Campione E et al. Lactoferrin as Protective Natural Barrier of Respiratory and Intestinal Mucosa against Coronavirus Infection and Inflammation. Int J Mol Sci 2020 Jul 11; 21(14):4903.
2. Hao L et al. Lactoferrin: Major Physiological Functions and Applications. Curr Protein Pept Sci. 2019; 20(2):139–144.
3. Rosa L et al. Lactoferrin: A Natural Glycoprotein Involved in Iron and Inflammatory Homeostasis. Int J Mol Sci 2017 Sep 15; 18(9):1985.
4. Lang J et al. Inhibition of SARS pseudovirus cell entry by lactoferrin binding to heparan sulfate proteoglycans. PLoS One 2011; 6(8):e23710.
5. Clausen et al., SARS-CoV-2 Infection Depends on Cellular Heparan Sulfate and ACE2, Cell (2020) https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.09.033.
6. Kell DB et al. The Biology of Lactoferrin, an Iron-Binding Protein That Can Help Defend Against Viruses and Bacteria. Front Immunol 2020; 11:1221.
7. Salaris C et al. Protective Effects of Lactoferrin against SARS-CoV-2 Infection In Vitro. Nutrients 2021; 13, 328.