Home Notizia Mondo Alcuni batteri intestinali possono proteggere dall’infezione da SARS-CoV-2

Alcuni batteri intestinali possono proteggere dall’infezione da SARS-CoV-2

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Gli scienziati hanno trovato alcuni metaboliti nel microbioma umano che potrebbero rallentare l’infezione da SARS-CoV-2. immagini non definite/Getty
  • Tutti gli esseri umani hanno un microbioma che comprende migliaia di microrganismi, come batteri, funghi e virus, che coesistono naturalmente nel corpo.
  • Un team di scienziati ha deciso di studiare se i batteri del microbioma umano potrebbero inibire il virus SARS-CoV-2.
  • Hanno identificato tre metaboliti batterici del microbioma umano che hanno inibito l’infezione virale SARS-CoV-2.
  • Sorprendentemente, questi metaboliti batterici naturali assomigliano ai farmaci che la Food and Drug Administration (FDA) ha approvato e che la ricerca clinica sta esplorando come trattamenti per COVID-19, disturbo ossessivo-compulsivo (DOC) o entrambi.

Umani coesistere con diversi microbi che vivono e prosperano nel corpo ma non causano danni. In alcuni casi, infatti, le persone possono addirittura trarre beneficio dalla loro presenza.

Il corpo ospita questi microrganismi sulla pelle, nelle vie aeree e in tutto il tratto gastrointestinale.

Entra nella pandemia

I ricercatori della Rockefeller University erano già interessati alle piccole molecole prodotte dai batteri associati all’uomo e al loro effetto sulle cellule ospiti del corpo e sugli organismi coabitanti del microbioma. Quindi, quando la pandemia ha colpito New York City, hanno ruotato i loro diversi laboratori per studiare le interazioni del virus SARS-CoV-2 con il microbioma umano.

Gli scienziati hanno posto questa domanda: il microbioma umano può produrre metaboliti, o piccole molecole, che inibiscono la crescita del virus SARS-CoV-2?

In un mSphere articolo di giornale, primo autore Dr. Frank J. Piscotta ha collaborato con l’autore principale Dr. Sean F. Brady e un team di diversi chimici, biofisici molecolari e virologi della Rockefeller University per affrontare questa complessa questione.

Il dottor Sean F. Brady, il capo del Laboratorio di piccole molecole codificate geneticamente della Rockefeller University, ha affermato che il team “si aspettava da qualche parte tra zero e pochi [results].”

3 batteri possono ridurre l’infezione virale

Sebbene migliaia di batteri diversi formino il microbioma umano, i ricercatori hanno scelto di studiare un gruppo diversificato e rappresentativo di 50 batteri. Lo hanno fatto isolando i composti batterici e testando le loro proprietà antivirali in colture cellulari di laboratorio.

I ricercatori hanno semplificato queste colture per trovare 10 batteri che hanno ridotto l’infezione virale da SARS-CoV-2 del 10%. Hanno quindi raffinato questo gruppo per includere solo i batteri i cui metaboliti hanno inibito la crescita virale di oltre il 90%.

I ricercatori hanno identificato tre principali metaboliti con attività anti-SARS-CoV-2:

  • una pirazina chiamata 2,5-bis(3-indolilmetil)pirazina (BIP)
  • un agonista del recettore della 5-idrossitriptamina (5-HTR) triptamina
  • un composto chiamato N6-(Δ2-isopentenil) adenosina (IPA)

I ricercatori hanno testato tutti e tre i metaboliti attivi anti-SARS-CoV-2 derivati ​​dal microbioma per l’attività contro un pannello di virus a RNA, oltre a SARS-CoV-2. Questo pannello includeva il coronavirus stagionale, il virus della febbre gialla e il virus della parainfluenza umana 3.

Di questi, l’IPA ha dimostrato la più ampia attività antivirale. La triptamina ha preferibilmente inibito i coronavirus e il BIP aveva uno spettro simile, leggermente più limitato rispetto all’IPA.

Tra le altre importanti scoperte, i ricercatori Rockefeller riconoscono che, per quanto a loro conoscenza, questo è il primo studio che trova molecole specifiche con attività antivirale prodotte dal microbioma umano.

Farmaci che imitano la natura

Il Dr. Picotta, il Prof. Brady e i loro colleghi hanno scoperto aspetti sorprendenti dei metaboliti antivirali prodotti dalla loro coorte di batteri in studio. I tre metaboliti attivi possedevano somiglianze con tre composti sintetici che gli scienziati hanno osservato avere proprietà antivirali.

Questi composti sono agenti approvati dalla FDA che sono stati sottoposti a test in studi clinici COVID-19 o studi osservazionali.

I ricercatori hanno identificato il seguente mimetismo tra natura e prodotti farmaceutici:

  • L’IPA è strutturalmente simile al remdesivir, un farmaco che i medici usano per trattare alcune gravi infezioni da COVID-19.
  • La triptamina è simile alla serotonina. L’inibitore selettivo della ricaptazione della serotonina fluvoxamina è un farmaco che i medici usano tipicamente per trattare il disturbo ossessivo compulsivo.
  • Il BIP mette in parallelo gli aspetti centrali della struttura di favipiravir, un farmaco antivirale orale che gli studi clinici stanno testando come trattamento per la malattia COVID-19 lieve e confrontando con remdesivir per il trattamento della malattia moderata.

Inoltre, i ricercatori di Rockefeller hanno osservato che la capacità della triptamina di inibire la SARS-CoV-2 è fortemente parallela alle osservazioni negli studi clinici che mostrano che le persone che stavano assumendo fluvoxamina avevano migliorato gli esiti di COVID-19.

quando MNT Alla domanda su come i metaboliti naturali e le droghe sintetiche potessero essere così simili nella struttura, il Dr. Brady ha spiegato:

“Un’ipotesi è che gli scienziati/chimici siano stati ispirati dalla natura per sviluppare farmaci per molto tempo. E quindi, si potrebbe obiettare che è insito nel sistema di sviluppo dei farmaci: ispirazioni naturali”.

“L’altra possibilità è che ci sia un numero limitato di sostanze chimiche semplici che inibiscono i virus, e se queste sono identificate da chimici sintetici, o per natura, le molecole possono finire per essere le stesse classi strutturali generali – una sorta di convergenza intellettuale”, Ha aggiunto.

Il microbioma può spiegare i diversi esiti del COVID-19

Riguardo al modo in cui il microbioma interagisce con la fisiologia umana, il dottor David Gozal, professore e pneumologo presso l’Università del Missouri in Columbia, ha detto MNT che i risultati non erano inaspettati.

“Non dovrebbe sorprendere che all’interno di un ecosistema come il microbioma, ci saranno prodotti microbici che limitano il dominio di altri microbi in modo da consentire un equilibrio e una coesistenza ‘pacifica'”, ha affermato.

“Quando si presentano nuovi invasori, tali sistemi evolutivamente sviluppati si raduneranno per eliminare l’invasore o consentirne l’incorporazione nell’ecosistema sotto controllo in modo da non mettere a repentaglio il resto delle comunità che vivono lì”, ha inoltre spiegato.

La ricerca potrebbe avere implicazioni future per il trattamento delle infezioni virali, in particolare SARS-CoV-2.

“Esplorando gli specifici composti di derivazione microbica che mostrano un’efficace attività antivirale SARS-CoV-2, possiamo potenzialmente creare imitazioni chimiche che avranno applicabilità nel trattamento di questa pandemia”, ha affermato il dott. Gozal.

Ha affermato che ciò potrebbe anche consentire agli scienziati di comprendere meglio se i microbiomi in grado di produrre questi composti specifici “abilitano una resistenza specifica alle infezioni e modificano la suscettibilità individuale alle malattie causate dal nuovo coronavirus”.

“In altre parole, parte della varianza fenotipica della malattia COVID-19 può risiedere nel microbioma degli individui infettati, oltre ad altri fattori che sono stati esplorati fino ad oggi: genetica, cellule T, ecc.”

– Dott. David Gozal

Grandi domande, piccole molecole

MNT ha chiesto al Dr. Sean Brady del messaggio da portare a casa del lavoro di squadra multidisciplinare del Dr. Piscotta e della Rockefeller University. Il dottor Brady ha risposto:

“L’idea era di esplorare se il microbioma umano produce molecole che potrebbero inibire l’infezione virale. I nostri studi indicano che produce sicuramente un certo numero di tali molecole. Tuttavia, a questo punto, non sappiamo se esiste un ruolo ecologico per il microbioma nel controllare o mitigare l’infezione attraverso piccole molecole”.

Ha sottolineato che potrebbero essere “scoperte casuali” che non hanno molto a che fare con ciò che sta accadendo ecologicamente.

“Il microbioma umano può produrre un repertorio così ampio di piccole molecole strutturalmente diverse che ad alcune capita di inibire l’infezione virale”, ha affermato.

“La domanda interessante da porsi ora è se il nostro studio rappresenta scoperte fortuite di molecole che inibiscono l’infezione virale o ci dice qualcosa su ciò che sta accadendo ecologicamente?”

– Dott. Sean Brady

Il Dr. Brady ha avvertito che era importante non semplificare eccessivamente i risultati dello studio e che il lavoro del team presenta una serie iniziale di esperimenti.

Tuttavia, ha riconosciuto che la ricerca potrebbe aprire una nuova linea di indagine per lo sviluppo di prodotti farmaceutici.

“La giuria è ancora fuori se la chimica del microbioma umano sarà drammaticamente diversa da quella che abbiamo già esplorato nei batteri di altri microbiomi. C’è motivo di credere che potrebbe esserci una nuova chimica. È un nuovo ambiente in cui i batteri interagiscono con l’ospite umano, che è molto diverso dai batteri in altri ambienti come l’ambiente del suolo, da cui provengono molti farmaci usati oggi”, ha affermato il dott. Brady.

Il Dr. Brady ha concluso che i risultati giustificano ulteriori indagini sul ruolo di tali metaboliti nelle interazioni ospite-microbioma. Ha aggiunto che era probabile che ulteriori ricerche avrebbero rivelato ulteriori piccole molecole all’interno del microbioma umano che avevano attività antivirale.

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