Alkaloids als potenzielle Phytochemikalien gegen SARS-CoV-2: Ansatzpunkte für die damit verbundenen zentralen Mechanismen

Alkaloids als potenzielle Phytochemikalien gegen SARS-CoV-2: Ansätze für die damit verbundenen Schlüsselmechanismen

Alkaloide sind stickstoffhaltige Phytochemikalien, die in Pflanzenfamilien wie Amaryllidaceae, Apocynaceae, Papaveraceae, Asteraceae und Solanaceae vorkommen und potenzielle biologische und pharmakologische Wirkungen haben. Viele Alkaloide, die in der menschlichen Ernährung vorkommen, finden sich in Kaffeesamen (Koffein), Kakaosamen (Theobromin und Koffein), Teeblättern (Theophyllin und Koffein), Tomaten (Tomatin) und Kartoffeln (Solanin).

Alkaloide sind bekannt dafür, bei der Behandlung verschiedener Krankheiten wie neurologischen Erkrankungen, Krebs, Stoffwechselerkrankungen und Infektionskrankheiten wirksam zu sein. Diese sekundären Pflanzenmetaboliten haben auch eine deutliche Wirkung auf Viren wie Influenzaviren, das Herpes-simplex-Virus, das humane Immundefizienz-Virus und das Hepatitis-C-Virus.

Um diese organischen Verbindungen weiter zu untersuchen, haben Forscher der Kermanshah University of Medical Sciences (Iran) und der Universidad de Santiago de Chile (Chile) die Rolle der Alkaloide als potenzielle antivirale Wirkstoffe gegen das schwere akute respiratorische Syndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) untersucht. Sie stellten die Chemie, die pflanzlichen Quellen und die antivirale Wirkung von Alkaloiden sowie ihre anti-SARS-CoV-2-Wirkung vor.

Diese Übersicht ist in der Zeitschrift „Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine“ veröffentlicht worden.

Trotz unzähliger Bemühungen, therapeutische Wirkstoffkandidaten für die COVID-19-Erkrankung zu finden, gibt es bisher keine effektive Lösung zur Verschreibung durch medizinisches Fachpersonal. Bis heute sind über 176 Millionen Infektionen auf SARS-CoV-2 zurückzuführen, und weltweit sind bereits über 3,8 Millionen Menschen gestorben. Die Suche nach einem Medikament, um die Krankheit zu kontrollieren, ist das oberste Ziel von Wissenschaftlern und Ärzten auf der ganzen Welt.

Trotz intensiver Forschung macht die inhärente Natur der SARS-CoV-2-Infektion und ihre Pathogenese die Suche nach einem wirksamen Medikament komplex und unmöglich.

Hauptziele der Alkaloide im Kampf gegen SARS-CoV-2

Ein Blick in Richtung pflanzlicher Verbindungen zeigt, dass frühere In-vitro- und In-Silico-Studien deutliche Wirkungen von Alkaloiden gegen Coronaviren, insbesondere SARS-CoV-2, gezeigt haben. Die Autoren haben alle Beweise für die antivirale, neuroprotektive, antipyretische und entzündungshemmende Wirkung von Alkaloiden zusammengefasst.

„Lycorin sowie andere Alkaloide wie Tetrandrin, Harmine, Conessin und Emetin zeigten antivirale Aktivitäten gegen HCoV wie HCoV-OC43 und HCoV-NL63.“

In der Übersicht wird eine Liste von Alkaloiden basierend auf In-vitro- und In-Silico-Studien mit potenzieller anti-SARS-CoV-2-Aktivität vorgestellt – zusammen mit der chemischen Struktur, dem Wirkmechanismus, dem Studientyp und den Referenzen.

Alkaloide enthalten Stickstoffatome in negativer Oxidationsstufe in ihrer Struktur. Diese sind für ihre alkalischen Eigenschaften verantwortlich, die mit therapeutischen Effekten assoziiert sind.

Während das Virus verschiedene Mechanismen wie Hemmung der Hauptprotease (Mpro) und RNA-abhängige RNA-Polymerase (RdRp) sowie Interaktion mit coronavirusassoziierten Strukturproteinen einsetzt, interagieren Alkaloide mit den coronavirusassoziierten Strukturproteinen sowie der nicht-strukturellen Angiotensin-Converting-Enzym 2 (ACE2) in der Zellmembran und hemmen die RdRp und die 3-Chymotrypsin-ähnliche Protease (3CLpro).

Im Hinblick auf den Kampf gegen SARS-CoV-2 diskutieren die Forscher die Hauptziele der Alkaloide: ACE2, TMPRSS2 (transmembranöse Serinprotease 2) und die RNA-Replikation, Assembly, S-Protein-Expression und Proteolyse.

Die Forscher stellten fest, dass mehrere klinische Studien zu Alkaloiden wie Colchicin (NCT04527562, NCT04392141, NCT04375202, NCT04355143 und NCT04360980), Berberin (NCT04479202) und Tetrandrin (NCT04308317) laufen. Viele Alkaloide haben sich als hochwirksame Anti-SARS-CoV-2-Wirkstoffe erwiesen.

„Gemäß den hustenstillenden Aktivitäten von Thalimonin und den antirhinoviralen Aktivitäten von Sophalin D sind diese Alkaloide vielversprechende Kandidaten für die Behandlung von COVID-19.“

In dieser Übersicht kommen die Forscher zu dem Schluss, dass Alkaloide Hoffnung auf eine wirksame Behandlung gegen COVID-19 machen, da sie simultane Wirkungen auf mehrere therapeutische Ziele mit herausragenden antiviralen Effekten haben.

„Marine/Pflanzen-abgeleitete Alkaloide wie Berberin, Tetrandrin, Cepharanthin, Lycorin, Ergotamin, Crambescidin 786, Palmatin, Noscapin und Chinin mit herausragenden anti-SARS-CoV-2-Effekten zusammen mit antipyretischen, entzündungshemmenden, hustenstillenden und lungenschädigenden, immunmodulatorischen sowie protektiven Wirkungen bei Neurotoxizität, Kardiotoxizität, Nephrotoxizität und Hepatotoxizität könnten vielversprechende Kandidaten für die Behandlung von COVID-19 sein“, fassen die Forscher zusammen.

Umfassende und umfassende Studien zu den in der Übersicht erwähnten Alkaloiden könnten hilfreich sein, um diese Pandemie und auch zukünftige aufkommende Pandemien zu bekämpfen.

„Cepharanthin verbesserte die Lungenschäden, als eine kritische Komplikation von COVID-19, mit Wirkungen auf entzündliche Signalwege. Daher könnte Cepharanthin ein vielversprechender Kandidat im Kampf gegen COVID-19 sein.“

Quellenverweis:

„Alkaloids as Potential Phytochemicals against SARS-CoV-2: Approaches to the Associated Pivotal Mechanisms“, Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, Volume 2021