Κάνναβη για τη λοίμωξη από κορονοϊό

Κάνναβη για τη λοίμωξη από κορονοϊό. Η κανναβιδιόλη αναστέλλει την αναπαραγωγή του SARS-CoV-2

Επιμέλεια

Ειδικός Παθολόγος-Ογκολόγος, MD, PhD

Η εξάπλωση του SARS-CoV-2 και η συνεχιζόμενη πανδημία COVID-19 υπογραμμίζει την ανάγκη για νέες θεραπείες.

Εδώ αναφέρουμε ότι η κανναβιδιόλη (CBD) αναστέλλει τη μόλυνση του SARS-CoV-2. Η CBD και ο μεταβολίτης της 7-OH-CBD, αλλά όχι η THC ή άλλα συγγενή κανναβινοειδή που έχουν δοκιμαστεί, εμποδίζουν δυναμικά την αναπαραγωγή του SARS-CoV-2 στα επιθηλιακά κύτταρα του πνεύμονα.

Η CBD δρα μετά την είσοδο του ιού, αναστέλλοντας την έκφραση του ιικού γονιδίου και αναστρέφοντας πολλές επιδράσεις του SARS-CoV-2 στη μεταγραφή του γονιδίου του ξενιστή. Η CBD αναστέλλει την αντιγραφή του SARS-CoV-2 εν μέρει ρυθμίζοντας προς τα πάνω την απόκριση στρες του ενδοπλασματικού δικτύου (ER) της RNase του ξενιστή και των οδών σηματοδότησης της ιντερφερόνης.

Σε αντίστοιχες ομάδες ανθρώπων ασθενών από το National COVID Cohort Collaborative, το CBD (100 mg/ml πόσιμο διάλυμα) είχε σημαντική αρνητική συσχέτιση με τα θετικά τεστ SARS-CoV-2. Αυτή η μελέτη υπογραμμίζει την CBD ως έναν πιθανό προληπτικό παράγοντα για τη μόλυνση από SARS-CoV-2 σε πρώιμο στάδιο και αξίζει μελλοντικές κλινικές δοκιμές.

Βρώσιμα, εισπνεόμενα ή τοπικά σκευάσματα κάνναβης ως πρόληψη και θεραπεία της λοίμωξης από κορωνοϊό.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Το σοβαρό οξύ αναπνευστικό σύνδρομο του κορονωϊού 2 (SARS-CoV-2) είναι υπεύθυνο για τη νόσο του κορωνοϊού 2019 (COVID-19), μια πανδημία που συνεχίζει να προκαλεί εκτεταμένη νοσηρότητα και θνησιμότητα σε όλο τον κόσμο. Ο SARS-CoV-2 είναι το έβδομο είδος κορωνοϊού που είναι γνωστό ότι μολύνει ανθρώπους. Αυτοί οι κορωναϊοί, που περιλαμβάνουν τους SARS-CoV, 229E, NL63, OC43, HKU1 και MERS-CoV, προκαλούν μια σειρά συμπτωμάτων από το κοινό κρυολόγημα έως πιο σοβαρές παθολογίες. Παρά την πρόσφατη διαθεσιμότητα εμβολίων, ο SARS-CoV-2 εξακολουθεί να εξαπλώνεται ταχέως, υπογραμμίζοντας την ανάγκη για εναλλακτικές θεραπείες. Μέχρι σήμερα, έχουν εντοπιστεί λίγες θεραπείες που εμποδίζουν την αναπαραγωγή του SARS-CoV-2 και την παραγωγή ιών. Ο SARS-CoV-2 είναι ένας μονόκλωνος ιός με περίβλημα RNA (+ssRNA) θετικής αίσθησης που αποτελείται από μια διπλή στοιβάδα λιπιδίων και τέσσερις δομικές πρωτεΐνες που οδηγούν στο σχηματισμό ιικών σωματιδίων. Η ακίδα (S), η μεμβράνη (Μ) και ο φάκελος (Ε) είναι αναπόσπαστες πρωτεΐνες της μεμβράνης του ιού και προάγουν την εκβλάστηση ιοσωμάτων ενώ επίσης στρατολογούν την πρωτεΐνη νουκλεοκαψιδίου (Ν) και το ιικό γονιδιωματικό RNA σε εκκολαπτόμενα ιοσωμάτια. Όπως και ο στενός συγγενής του SARS-CoV, ο SARS-CoV-2 εισέρχεται κυρίως στα ανθρώπινα κύτταρα μέσω της δέσμευσης της ιικής πρωτεΐνης S στον υποδοχέα του μετατρεπτικού ενζύμου 2 (ACE2) της αγγειοτενσίνης, μετά την οποία η πρωτεΐνη S υφίσταται πρωτεόλυση μέσω της διαμεμβρανικής πρωτεάσης σερίνης 2 (TMPRSS2) ή άλλες πρωτεάσες σε δύο μη ομοιοπολικά συνδεδεμένα πεπτίδια (S1, S2) που διευκολύνουν την είσοδο του ιού στο κύτταρο ξενιστή. Το Ν-τερματικό S1 δεσμεύει τον υποδοχέα ACE2 και το C-τερματικό S2 μεσολαβεί στη σύντηξη μεμβράνης ιού-κυττάρου μετά από πρωτεολυτική διάσπαση. Ανάλογα με τον τύπο του κυττάρου, η είσοδος του ιού μπορεί επίσης να συμβεί μετά τη δέσμευση του ACE2, ανεξάρτητα από την πρωτεολυτική διάσπαση. Μετά την είσοδο στο κύτταρο, το γονιδίωμα SARS-CoV-2 μεταφράζεται σε δύο μεγάλα πολυπεπτίδια που διασπώνται από δύο ιικές πρωτεάσες, Mpro και PLpro, για να παραχθούν 15 πρωτεΐνες, επιπλέον της σύνθεσης υπογονιδιωματικών RNA που κωδικοποιούν ένα άλλο 10 βοηθητικές πρωτεΐνες συν τις 4 δομικές πρωτεΐνες. Αυτές οι πρωτεΐνες επιτρέπουν την αντιγραφή, τη συναρμολόγηση και την εκβλάστηση του ιού. Σε μια προσπάθεια να καταστείλουμε τη μόλυνση από τον βήτα κορονοϊό SARS-CoV-2 καθώς και από άλλους εξελισσόμενους παθογόνους ιούς, δοκιμάσαμε το αντιικό δυναμικό ορισμένων μικρών μορίων που στοχεύουν τις οδούς απόκρισης στο στρες του ξενιστή.

Ένας πιθανός ρυθμιστής του στρες του ξενιστή και των αντιικών φλεγμονωδών αποκρίσεων είναι η κανναβιδιόλη (CBD), μέλος της κατηγορίας κανναβινοειδών φυσικών προϊόντων που παράγονται από την Cannabis sativa (Cannabaceae, μαριχουάνα/κάνναβη). Η κάνναβη αναφέρεται σε φυτά κάνναβης ή υλικά που προέρχονται από αυτά που περιέχουν 0,3% ή λιγότερο της ψυχοτρόπου τετραϋδροκανναβινόλης (THC) και τυπικά έχουν σχετικά υψηλή περιεκτικότητα σε CBD. Αντίθετα, η μαριχουάνα αναφέρεται σε υλικά C. sativa με περισσότερο από 0,3% THC κατά ξηρό βάρος. Η THC δρα μέσω δέσμευσης στον υποδοχέα κανναβινοειδών και η CBD ενισχύει αυτήν την αλληλεπίδραση. Το πόσιμο διάλυμα CBD είναι ένα φάρμακο εγκεκριμένο από την FDA, σε μεγάλο βαθμό για τη θεραπεία της επιληψίας. Ορισμένα κανναβινοειδή έχουν αντιικά αποτελέσματα έναντι του ιού της ηπατίτιδας C (HCV) και άλλων ιών.

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Η CBD υψηλής καθαρότητας αναστέλλει την αντιγραφή του SARS-CoV-2 σε επιθηλιακά κύτταρα ανθρώπινου πνεύμονα.

Για να ελέγξουμε την επίδραση της CBD στην αντιγραφή του SARS-CoV-2, κάναμε προεπεξεργασία κυττάρων καρκινώματος ανθρώπινου πνεύμονα A549 που εκφράζουν εξωγενή ανθρώπινο υποδοχέα ACE-2 (A549-ACE2) για 2 ώρες με 0–10 μM CBD πριν από τη μόλυνση με SARS-CoV- 2. Μετά από 48 ώρες, παρακολουθήσαμε τα κύτταρα για έκφραση της ιικής πρωτεΐνης ακίδας (S) και του ιικού τίτλου. Η CBD ανέστειλε δυναμικά την αναπαραγωγή του ιού υπό μη τοξικές συνθήκες με EC50 ~1 μM. Η CBD ανέστειλε την αντιγραφή του SARS-CoV-2 και σε επιθηλιακά κύτταρα πνεύμονα ανθρώπου Calu3 και νεφρού πιθήκου Vero E6 και δεν παρατηρήθηκε τοξικότητα στις αποτελεσματικές δόσεις. Τέλος, δοκιμάσαμε τρεις ανησυχητικές παραλλαγές SARS-CoV-2 εκτός από το αρχικό στέλεχος SARS-CoV-2 και η ικανότητά τους να μολύνουν κύτταρα αναστέλλεται συγκριτικά από την CBD.

Όταν απομονώνεται από το φυτό προέλευσής του, το φυσικό μη συνθετικό CBD τυπικά εκχυλίζεται μαζί με άλλα κανναβινοειδή, αντιπροσωπεύοντας την αναπόφευκτη υπολειπόμενη πολυπλοκότητα των φυσικών προϊόντων. Για να επαληθεύσουμε ότι η CBD είναι πράγματι υπεύθυνη για την αναστολή του ιού, αναλύσαμε ένα πρότυπο αναφοράς CBD καθώς και CBD από τέσσερις διαφορετικές πηγές για καθαρότητα χρησιμοποιώντας 100% ποσοτικό NMR (qNMR). Αυτές οι πηγές περιελάμβαναν δύο προμηθευτές χημικών και δύο εμπορικούς προμηθευτές. Η εντυπωσιακή αντιστοιχία μεταξύ του πειραματικού 1H NMR και των πρόσφατα καθιερωμένων προφίλ κβαντομηχανικής HiFSA που παρατηρήθηκε για όλα τα υλικά επιβεβαίωσε ότι: 1) οι ενώσεις που χρησιμοποιήθηκαν ήταν όντως CBD με καθαρότητες τουλάχιστον 97% και 2) συγγενή κανναβινοειδή δεν υπήρχαν σε επίπεδα άνω του 1,0%. Η ανάλυση αυτών των διαφορετικών δειγμάτων CBD στον προσδιορισμό ιογενούς μόλυνσης A549-ACE2 έδειξε παρόμοια EC50s με εύρος από 0,6-1,8 μM, που πιθανότατα αντανακλά την εγγενή μεταβλητότητα της βιολογικής ανάλυσης. Δεν παρατηρήθηκε τοξικότητα για κανένα από τα παρασκευάσματα CBD στις δόσεις που χρησιμοποιούνται για την αναστολή της ιογενούς μόλυνσης. Ο μεταβολίτης CBD 7-OH-CBD, αλλά όχι μια ομάδα στενά συνδεδεμένων ομοειδών CBD, εμφανίζει αντιική δράση Η CBD καταναλώνεται συχνά ως μέρος ενός εκχυλίσματος C. sativa, ιδιαίτερα σε συνδυασμό με την ψυχοδραστική THC εμπλουτισμένη σε φυτά μαριχουάνας. Επομένως, προσδιορίσαμε εάν τα συγγενή κανναβινοειδή, ειδικά ανάλογα με στενά συγγενείς δομές και πολικότητες που παράγονται από το φυτό κάνναβης, είναι επίσης ικανά να αναστέλλουν τη μόλυνση από SARS-CoV-2. Είναι αξιοσημείωτο ότι από αυτήν την ομάδα, μόνο η CBD ήταν ένας ισχυρός παράγοντας, ενώ καμία ή πολύ περιορισμένη αντιική δράση εμφανίστηκε από αυτά τα δομικά στενά συγγενή που μοιράζονται μονοπάτια βιοσύνθεσης και σχηματίζουν τη βιογενετικά καθορισμένη υπολειμματική πολυπλοκότητα της CBD καθαρισμένης από C. sativa: THC, κανναβιδιολικό οξύ (CBDA), κανναβιδιβαρίνη (CBDV), κανναβιχρωμίνη (CBC) ή κανναβιγερόλη (CBG). Κανένα από αυτά τα κανναβινοειδή δεν ήταν τοξικό για τα κύτταρα A549-ACE2 στο εύρος δόσης ενδιαφέροντος. Συγκεκριμένα, ο συνδυασμός CBD με THC (1:1) κατέστειλε σημαντικά την αποτελεσματικότητα της CBD σε συμφωνία με την ανταγωνιστική αναστολή από την THC.

Η CBD μεταβολίζεται ταχέως στο έντερο και το ήπαρ σε δύο κύριους μεταβολίτες, την 7-καρβοξυ-κανναβιδιόλη (7-COOH-CBD) και την 7-υδροξυ-κανναβιδιόλη (7-OH-CBD). Το επίπεδο του 7-COOH-CBD είναι 40 φορές υψηλότερο και το επίπεδο του 7-OH-CBD είναι 38% του επιπέδου CBD στο ανθρώπινο πλάσμα. Η CBD και ο μεταβολίτης της 7-OH-CBD είναι τα ενεργά και ισοδύναμα συστατικά για τη θεραπεία της επιληψίας. Όπως η CBD, το 7-OH-CBD ανέστειλε αποτελεσματικά την αντιγραφή του SARS-CoV-2 σε κύτταρα A549-ACE2 και ήταν μη τοξικό για τα κύτταρα. Η ανάλυση των επιπέδων στο πλάσμα του αίματος σε υγιείς ασθενείς που λάμβαναν 1500 mg ημερησίως εγκεκριμένου από την FDA διαλύματος CBD έδειξε μέγιστη συγκέντρωση (Cmax) στις 7 ημέρες για CBD και 7-OH-CBD 1,7 μM και 0,56 μM, αντίστοιχα. Η Cmax μπορεί να αυξηθεί περαιτέρω αρκετές φορές με τη συγχορήγηση με ένα γεύμα υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά. Συνολικά, αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι οι αποτελεσματικές συγκεντρώσεις της CBD και του μεταβολίτη της στο πλάσμα βρίσκονται εντός του θεραπευτικού εύρους για την αναστολή της μόλυνσης από SARS-CoV-2 στους ανθρώπους. Η CBD δρα σε πρώιμο στάδιο μετά την είσοδο του ιού στα κύτταρα Η CBD θα μπορούσε να δρα εμποδίζοντας την είσοδο του ιού στα κύτταρα-ξενιστές ή σε μεταγενέστερα βήματα μετά τη μόλυνση. Καθώς η CBD αναφέρθηκε ότι μειώνει την έκφραση του ACE2 σε ορισμένα επιθηλιακά κύτταρα, συμπεριλαμβανομένου του A549, πρώτα προσδιορίσαμε εάν η CBD καταστέλλει τον υποδοχέα SARS-CoV-2 στα κύτταρα A549-ACE2, Calu-3 και Vero E6. Δεν παρατηρήθηκε μείωση στην έκφραση ACE2. Επιπλέον, η ανάλυση των φακοϊών με ψευδότυπο είτε με την πρωτεΐνη ακίδας SARS-CoV-2 είτε με τη γλυκοπρωτεΐνη του ιού της φυσαλιδώδους στοματίτιδας (VSV) έδειξε ότι 10 μM CBD ανέστειλε μόνο ασθενώς την είσοδο των κυττάρων από τον ιό που εκφράζει ακίδες, υποδηλώνοντας ότι άλλοι μηχανισμοί είναι σε μεγάλο βαθμό υπεύθυνοι για τις αντιικές του επιδράσεις. Η ευρωστία της ανάλυσης επιβεβαιώθηκε με τη χρήση αντισωμάτων κατά της ακίδας που εμπόδισαν αποτελεσματικά την ιογενή μόλυνση του φακοϊού με ψευδότυπο ακίδα, αλλά όχι το VSVg. Σε αντίθεση με την αμελητέα επίδραση στην είσοδο του ιού, η CBD ήταν πολύ αποτελεσματική (~95–99%) στην αναστολή της έκφρασης πρωτεΐνης ακίδας SARS-CoV-2 στα κύτταρα ξενιστές 2 και 6 ώρες μετά τη μόλυνση μετά την είσοδο. Αυτό ίσχυε ακόμη και με την παρουσία αντισωμάτων στην πρωτεΐνη ακίδας για την πρόληψη της επαναμόλυνσης υποδηλώνοντας ότι η CBD δρα νωρίς στον κύκλο μόλυνσης, σε ένα στάδιο μετά την είσοδο. Η CBD ήταν επίσης μερικώς αποτελεσματική (~60%) στην αναστολή του SARS-CoV-2 στις 15 ώρες μετά τη μόλυνση, υποδηλώνοντας μια πιθανή δευτερεύουσα επίδραση στη συγκρότηση και την απελευθέρωση του ιού. Για να εκτιμήσουμε εάν η CBD μπορεί να εμποδίζει την επεξεργασία ιικών πρωτεϊνών από τις ιικές πρωτεάσες Mpro ή PLpro, προσδιορίσαμε τη δραστηριότητά τους in vitro. Η CBD δεν επηρέασε τη δραστηριότητα καμίας πρωτεάσης, αυξάνοντας την πιθανότητα η CBD να στοχεύει τις διεργασίες του κυττάρου ξενιστή.

Η CBD αναστέλλει την έκφραση ιικού RNA και αναστρέφει τις επαγόμενες από τον ιό αλλαγές στην έκφραση του γονιδίου του ξενιστή.

Σε συμφωνία με αυτήν την ερμηνεία, η ανάλυση RNA-seq των μολυσμένων κυττάρων A549-ACE2 που υποβλήθηκαν σε θεραπεία με CBD για 24 ώρες δείχνει μια εντυπωσιακή καταστολή των αλλαγών που προκαλούνται από τον SARS-CoV-2 στη γονιδιακή έκφραση. Η CBD εξάλειψε αποτελεσματικά την έκφραση ιικού RNA στα κύτταρα-ξενιστές, συμπεριλαμβανομένου του RNA που κωδικοποιεί για πρωτεΐνες ακίδας, μεμβράνης, φακέλου και νουκλεοκαψιδίου. Τόσο ο SARS-CoV-2 όσο και η CBD προκάλεσαν το καθένα σημαντικές αλλαγές στην έκφραση των κυτταρικών γονιδίων. Η ανάλυση κύριου συστατικού (PCA) του RNA του κυττάρου ξενιστή δείχνει σχεδόν πλήρη αναστροφή των ιικών αλλαγών, αλλά, αντί να επιστρέψουν σε μια κανονική κυτταρική κατάσταση, τα μολυσμένα με τον ιό CBD κύτταρα μοιάζουν με εκείνα που υποβλήθηκαν σε θεραπεία μόνο με CBD. Η ανάλυση ομαδοποίησης χρησιμοποιώντας το Metascape αποκαλύπτει μερικά ενδιαφέροντα μοτίβα και σχετικά θέματα. Για παράδειγμα, η ιική επαγωγή γονιδίων που σχετίζονται με την τροποποίηση και τη μεταγραφή της χρωματίνης αντιστρέφεται από την CBD, αν και η CBD από μόνη της δεν έχει κανένα αποτέλεσμα. Ομοίως, η ιική αναστολή των γονιδίων που σχετίζονται με τα ριβοσώματα και τα ουδετερόφιλα αντιστρέφεται σε μεγάλο βαθμό από την CBD, αλλά το φάρμακο από μόνο του δεν έχει αποτέλεσμα. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τις ομάδες 5 και 6 όπου η CBD από μόνη της προκαλεί ισχυρή ενεργοποίηση γονιδίων που σχετίζονται με την απόκριση στρες του ξενιστή. Μαζί αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η CBD δρα για να αποτρέψει τη μετάφραση ιικών πρωτεϊνών και τις σχετικές κυτταρικές αλλαγές.

Για να κατανοήσουμε καλύτερα τη συγκεκριμένη αντιιική δράση της CBD, αναλύσαμε το RNAseq από προϊόντα λύσης μη μολυσμένων ή μολυσμένων με SARS-CoV-2 κυττάρων που υποβλήθηκαν σε θεραπεία για 24 ώρες με το ανενεργό ομόλογο CBDV. Η επαγωγή ιικών γονιδίων για πρωτεΐνες ακίδας, φακέλου και νουκλεοκαψιδίου μειώνεται μόνο κατά 60% με το CBDV σε αντίθεση με ~ 99% με το CBD. Η θεραπεία με CBDV προκαλεί λιγότερες μεταγραφικές αλλαγές από την CBD στα κύτταρα A549-ACE2 και είναι σε μεγάλο βαθμό αναποτελεσματική στην αναστροφή των μεταγραφικών αλλαγών που προκαλούνται από τον SARS-CoV-2. Η ανάλυση ομαδοποίησης χρησιμοποιώντας το Metascape αποκαλύπτει μόνο δύο συστάδες που δείχνουν αντιστροφή CBDV των μεταγραφικών αλλαγών του ιού. Αυτές περιλαμβάνουν την αυτοφαγία και τον μεταβολισμό των λιπιδίων που επάγονται από το CBDV, καθώς και τη μετάφραση πρωτεϊνών/κύκλο του κυττάρου/αναδιπλασιασμό του DNA που καταστέλλονται από το CBDV.

Η CBD επάγει την απόκριση του στρες ER και τη δραστηριότητα IRE1α ως βασικό μηχανισμό για την αντι-ιική δράση της.

Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν τρία σύνολα γονιδίων που σχετίζονται με την απόκριση στρες του ενδοπλασματικού δικτύου (ER), την απόκριση ξεδιπλωμένης πρωτεΐνης (UPR) και την επαγωγή ιντερφερόνης που ρυθμίζονται επιλεκτικά από το CBD αλλά όχι από το CBDV. Αντίθετα, τα γονίδια που σχετίζονται με την απόκριση του οξειδωτικού στρες προκαλούνται και από τα δύο κανναβινοειδή. Τα κύτταρα αντιμετωπίζουν στρες ER όταν ο φόρτος εργασίας στο μηχάνημα αναδίπλωσης πρωτεΐνης ER υπερβαίνει τις δυνατότητές του. Υπό το στρες ER, οι εκκριτικές πρωτεΐνες συσσωρεύονται σε μη αναδιπλωμένες μορφές μέσα στο οργανίδιο για να ενεργοποιήσουν ένα σύνολο ενδοκυτταρικών οδών σηματοδότησης που ονομάζονται UPR, το οποίο είναι μέρος μιας μεγαλύτερης κυτταρικής απόκρισης στρες που διατηρεί την πρωτεόσταση σε όλο το κύτταρο. Η οδός UPR ελέγχεται από τρεις διαμεμβρανικές πρωτεΐνες ER – IRE1α, PERK και ATF6 – που περιέχουν μια περιοχή αυλού ER ικανή να ανιχνεύει άμεσα ή έμμεσα τις λανθασμένες πρωτεΐνες. Σε απάντηση στο στρες του ER, καθένας από αυτούς τους αισθητήρες θέτει σε κίνηση μεταγραφικές και μεταφραστικές αλλαγές που αυξάνουν την ικανότητα αναδίπλωσης των πρωτεϊνών και προσπαθούν να αποκαταστήσουν την ομοιόσταση. Ωστόσο, εάν η πίεση στο ER είναι ανεπανόρθωτη, το UPR αλλάζει τις εξόδους και σηματοδοτεί τον κυτταρικό θάνατο. Επικυρώσαμε την επαγωγή CBD της έκφρασης των γονιδίων IRE1α, PERK και ATF6 με qRT-PCR, σύμφωνα με προηγούμενες αναφορές. Η ανάλυση εφευρετικότητας επιβεβαίωσε ότι η CBD επάγει το UPR σημαντικά περισσότερο από το CBDV.

Πολυάριθμες μελέτες αναφέρουν αδιάσειστα στοιχεία ότι το UPR είναι υπερενεργοποιημένο και απαιτείται για την αναπαραγωγή άλλων στενά συγγενών μελών της οικογένειας του κορωναϊού. Παραδόξως, αν και η ανάλυση εμπλουτισμού GSEA των δεδομένων RNA-seq έδειξε ότι η οδός IRE1α ενεργοποιείται έντονα από την CBD παρουσία ή απουσία ιού, αυτή η οδός δεν ενεργοποιήθηκε μόνο από τον SARS-CoV-2. Το PERK, αντίθετα, ενεργοποιήθηκε λειτουργικά τόσο από το SARS-CoV-2 όσο και από τη CBD. Η IRE1α είναι μια διαμεμβρανική πρωτεΐνη ER μονής διέλευσης με διλειτουργικές δραστηριότητες κινάσης/ενδοριβονουκλεάσης (RNase). Σε απόκριση στο στρες ER, το IRE1α υφίσταται ολιγομερισμό και αυτοφωσφορυλίωση, η οποία ενεργοποιεί αλλοστερικά την RNase του για να ξεκινήσει παραγωγικό μάτισμα του XBP1 mRNA. Το Spliced XBP1 κωδικοποιεί έναν μεταγραφικό παράγοντα που ρυθμίζει προς τα πάνω πολλές αποκρίσεις στρες του ξενιστή, συμπεριλαμβανομένων της επαγωγής συνοδού ER και των συστατικών υποβάθμισης που σχετίζεται με ER (ERAD).

Η CBD ενεργοποιεί έντονα τη δραστηριότητα IRE1α RNase, όπως φαίνεται από την ανάλυση του ματίσματος XBP1 χρησιμοποιώντας δεδομένα RNAseq για τον ποσοτικό προσδιορισμό του ματισμένου XBP1 καθώς και την άμεση επιβεβαίωση με qRT-PCR. Όπως προβλέφθηκε, η CBD προκάλεσε μάτισμα XBP1 παρουσία ή απουσία ιού, ενώ η CBDV δεν είχε σημαντική επίδραση και είναι συγκρίσιμο μόνο με τον ιό. Η χρονική πορεία και οι καμπύλες απόκρισης δόσης για επαγωγή CBD του ματίσματος XBP1 απουσία του ιού ήταν σύμφωνες με τη χρονική πορεία και τις αποκρίσεις δόσης για την αναστολή CBD της έκφρασης ιικής πρωτεΐνης ακίδας σε κύτταρα A549-ACE2. Επιπλέον, ενώ ένα νοκ-άουτ IRE1α δεν είχε σημαντική επίδραση στη λοίμωξη SARS-CoV-2, μετατόπισε τη δόση και μείωσε σημαντικά τα αντι-ιικά αποτελέσματα της CBD, οδηγώντας σε περίπου 2 φορές αύξηση του EC50 του έναντι του SARS-CoV- 2. Μαζί, αυτά τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι η επαγωγή CBD του IRE1α είναι ένα κρίσιμο συστατικό της αντι-ιικής δράσης του κατά του SARS-CoV-2.

Η CBD επάγει την έκφραση ιντερφερόνης ως μέρος της αντι-ιικής της δράσης.

Ένας άλλος μηχανισμός με τον οποίο η CBD θα μπορούσε να καταστείλει την ιογενή μόλυνση και να προωθήσει την αποικοδόμηση του ιικού RNA είναι μέσω της επαγωγής της οδού σηματοδότησης της ιντερφερόνης. Οι ιντερφερόνες είναι από τις πρώτες έμφυτες αποκρίσεις του ανοσοποιητικού ξενιστή στην έκθεση σε παθογόνο. Όπως αναφέρθηκε, η μόλυνση SARS-CoV-2 καταστέλλει τη οδό σηματοδότησης της ιντερφερόνης. Πολλά γονίδια στο μονοπάτι όπως τα ISG15, IFIT1, IFIT3, SOCS1 και OAS1, ένα γονίδιο που προκαλείται από ιντερφερόνη που οδηγεί στην ενεργοποίηση της RNase L και στην αποικοδόμηση του RNA, ρυθμίστηκαν μέτρια προς τα πάνω από την CBD μόνο, αλλά προκλήθηκαν σε μεγάλο βαθμό από την CBD στο την παρουσία του ιού. Αυτά τα τελευταία αποτελέσματα συνάδουν με την πιθανότητα ότι η CBD μειώνει τον αποτελεσματικό ιικό τίτλο επαρκώς για να επιτρέψει την κανονική ενεργοποίηση του ξενιστή της οδού ιντερφερόνης. Ταυτόχρονα, η CBD ανέστρεψε αποτελεσματικά την ιική επαγωγή κυτοκινών που μπορεί να οδηγήσει στη θανατηφόρα καταιγίδα κυτοκινών σε μεταγενέστερα στάδια μόλυνσης. Αντίθετα, το ανενεργό ομόλογο CBDV δεν επάγει σημαντικά γονίδια εντός της οδού ιντερφερόνης ούτε αποτρέπει την επαγωγή κυτοκίνης.

European Commission 696x392

Για να ελέγξουμε άμεσα την πιθανότητα οι ιντερφερόνες να ευθύνονται εν μέρει για την αντι-ιική δράση της CBD, εκθέσαμε τα κύτταρα ACE2-A549 σε ένα μείγμα αντισωμάτων κατά των ιντερφερονών τύπου Ι και τύπου II πριν από Θεραπεία 2,5 μM CBD και ιογενής λοίμωξη. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα αντισώματα κατά της ιντερφερόνης μειώνουν τις αντι-ιικές επιδράσεις της CBD και διασώζουν εν μέρει τη μόλυνση SARS-CoV-2. Συλλογικά, αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η CBD αναστέλλει τη μόλυνση SARS-CoV-2 εν μέρει ενεργοποιώντας το IRE1α και τις οδούς ιντερφερόνης, οδηγώντας σε αποικοδόμηση του ιικού RNA και επακόλουθες αλλαγές που προκαλούνται από τον ιό στην έκφραση του γονιδίου ξενιστή, συμπεριλαμβανομένων των κυτοκινών. Η θεραπεία με CBD αναστέλλει σημαντικά την αναπαραγωγή του SARS-CoV-2. Καθώς αρκετοί παράγοντες, συμπεριλαμβανομένων των κατιονικών αμφιπαθητικών φαρμάκων, εμποδίζουν την αντιγραφή του SARS-CoV-2 σε καλλιεργημένα κύτταρα αλλά όχι in vivo, προσδιορίσαμε εάν η CBD μειώνει τον τίτλο του ιού σε θηλυκά ποντίκια K18-hACE2. Τα ποντίκια έλαβαν ενδοπεριτοναϊκή ένεση δύο φορές την ημέρα με CBD (20 ή 80 mg/kg) για 7 ημέρες πριν από την ενδορινική πρόκληση με SARS-CoV-2 (2×104 PFU). Μετά την πρόκληση, η χορήγηση CBD συνεχίστηκε δύο φορές την ημέρα για επιπλέον 4 ημέρες. Η θεραπεία με CBD ανέστειλε σημαντικά την αντιγραφή του ιού στους πνεύμονες και τους ρινικούς κόγχους την 5η ημέρα μετά τη μόλυνση με δοσοεξαρτώμενο τρόπο. Η χαμηλότερη δόση CBD μείωσε το ιικό φορτίο κατά 4,8 φορές στους πνεύμονες και 3,7 φορές στους ρινικούς κόγχους, ενώ η υψηλότερη δόση μείωσε τους τίτλους του ιού κατά 40 και 4,8 φορές στους πνεύμονες και τους ρινικούς κόγχους, αντίστοιχα. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, τα ποντίκια δεν έδειξαν σημάδια κλινικής ασθένειας και το σωματικό τους βάρος δεν άλλαξε σημαντικά. Αυτά τα αποτελέσματα αποδεικνύουν την προκλινική αποτελεσματικότητα της CBD ως αντιιικού φαρμάκου για τον SARS-CoV-2 κατά τα πρώιμα στάδια της μόλυνσης.

Η χρήση CBD σχετίζεται αρνητικά με ενδείξεις μόλυνσης από SARS-CoV-2 σε ασθενείς.

Δεδομένου ότι τα σκευάσματα CBD υψηλής καθαρότητας λαμβάνονται από μεγάλο αριθμό ατόμων, εξετάσαμε εάν τα αρχεία φαρμάκων των συνταγών ή της χρήσης CBD σχετίζονται με ενδείξεις μόλυνσης από SARS-CoV-2 (δηλαδή, θετικά τεστ COVID-19). Ένα πόσιμο διάλυμα CBD 100 mg/mL (CBD100) χρησιμοποιείται συχνά για τη θεραπεία των επιληπτικών κρίσεων. Η ανάλυση 1.212 ασθενών από το National COVID Cohort Collaborative (N3C) με ιστορικό καταστάσεων σχετιζόμενων με επιληπτικές κρίσεις και ιστορικό φαρμακευτικής αγωγής CBD100 αποκάλυψε 6,2% (75 ασθενείς) με ένδειξη λοίμωξης SARS-CoV-2 κοντά στο τις ημερομηνίες του πρώτου τεστ COVID-19 στα δεδομένα N3C. Αυτό ήταν ένα σημαντικά χαμηλότερο ποσοστό από τα ποσοστά των ταιριασμένων ομάδων ελέγχου ασθενών που δεν είχαν κανένα αρχείο CBD100 (π.χ. 6,2% για ασθενείς με CBD100 σε σύγκριση με 8,9% για ασθενείς χωρίς CBD100, p = 0,014, αναλογία πιθανοτήτων πολυμεταβλητού μοντέλου logit 0,65, p = 0,009, 95% CI [0,47,0,90]). Τα δημογραφικά στοιχεία και το ιστορικό φαρμάκων των ασθενών με CBD100 ήταν παρόμοια με αυτά της αντίστοιχης ομάδας ελέγχου. Το ιστορικό ιατρικών καταστάσεων για αυτούς τους ασθενείς περιελάμβανε καταστάσεις σχετιζόμενες με επιληπτικές κρίσεις, τη λίστα CDC καταστάσεων κινδύνου και άλλους πιθανούς συγχυτικούς παράγοντες, όπως καταστάσεις μειωμένης κινητικότητας, χρόνιους πόνους ή αναπτυξιακές αναπηρίες που μπορούν να περιορίσουν τη δημόσια αλληλεπίδραση και τον COVID-19 έκθεση. Η αρνητική συσχέτιση ήταν ακόμη πιο σημαντική σε αναλύσεις μιας υποομάδας 531 ασθενών CBD100 που πιθανώς λάμβαναν CBD100 τις ημερομηνίες των πρώτων δοκιμών τους για COVID-19 (π.χ. 4,9% μεταξύ αυτών των ασθενών με CBD100 σε σύγκριση με 9,0% μεταξύ 531 ταιριασμένων μαρτύρων, 0,011· OR = 0,48, p = 0,006, 95% CI.

Τα αποτελέσματά μας υποδεικνύουν ότι η CBD και ο μεταβολίτης της 7-OH-CBD μπορούν να εμποδίσουν τη μόλυνση από SARS-CoV-2 σε πρώιμα και ακόμη μεταγενέστερα στάδια μόλυνσης. Ο μηχανισμός φαίνεται να προκαλείται εν μέρει από την ενεργοποίηση των μονοπατιών IRE1α RNase και ιντερφερόνης. Εκτός από αυτά τα ευρήματα που βασίζονται σε κύτταρα, προκλινικές μελέτες δείχνουν ότι η θεραπεία με CBD μείωσε τους τίτλους του ιού στους πνεύμονες και τους ρινικούς κόγχους των μολυσμένων με SARS-CoV-2 ποντικών. Τέλος, η ανάλυση ενός εθνικού δείγματος ασθενών με ενεργά αρχεία κατανάλωσης 100 mg/ml CBD τη στιγμή των δοκιμών για τον COVID αποκάλυψε συσχέτιση με σημαντικά λιγότερα αποτελέσματα θετικών τεστ SARS-CoV-2. Αυτή η αρνητική συσχέτιση ήταν ισχυρή σε πολλές αναλύσεις ευαισθησίας, συμπεριλαμβανομένων των αλλαγών στα μοντέλα αντιστοίχισης και αποτελεσμάτων, και αξίζει περαιτέρω έρευνα σχετικά με τις δυνατότητες της CBD για την καταπολέμηση της μόλυνσης από SARS-CoV-2, όπως η επικύρωση σε άλλο μεγάλο ηλεκτρονικό αρχείο υγείας πολλών τοποθεσιών σύνολα δεδομένων ή πιθανά πειραματικά σχέδια.

Starke Marken für aktuelle Trends Cannabidiol

Ένας μηχανισμός που συμβάλλει στην αντιική δράση της CBD είναι η επαγωγή της οδού της ιντερφερόνης τόσο άμεσα όσο και έμμεσα μετά την ενεργοποίηση της ανοσολογικής απόκρισης του ξενιστή στο ιικό παθογόνο. Στην πραγματικότητα, οι ιντερφερόνες έχουν δοκιμαστεί κλινικά ως πιθανές θεραπείες για το COVID-19. Όταν υπερενεργοποιείται από έντονο στρες ER, η δραστηριότητα RNase του IRE1α οδηγεί στην ενδονουκλεολυτική διάσπαση πολλών mRNAs (RIDD) που εντοπίζονται με ER και στην επακόλουθη ενεργοποίηση του RIG-I και των ιντερφερονών. Αν και ο SARS-CoV-2 επάγει τη δραστηριότητα κινάσης του IRE1α, δεν ενεργοποιεί τη δράση του RNase όπως παρακολουθείται από το μάτισμα XBP1. Έτσι, η δραστηριότητα RNase του IRE1α που προκαλείται από το CBD μπορεί ενδεχομένως να εξηγήσει τόσο την αποικοδόμηση του ιικού RNA όσο και την επαγωγή ιντερφερονών από τα θραύσματα RNA. Θα απαιτηθεί περαιτέρω έρευνα για να καθοριστεί εάν και οι δύο αντιικές επιδράσεις της CBD συνδέονται με την απόκριση στο στρες του ER. Είναι σημαντικό ότι η CBD καταστέλλει επίσης την ενεργοποίηση κυτοκίνης ως απόκριση σε ιογενή μόλυνση, μειώνοντας την πιθανότητα στρατολόγησης ανοσοκυττάρων και επακόλουθων καταιγίδων κυτοκινών στους πνεύμονες και σε άλλους προσβεβλημένους ιστούς. Αυτά τα αποτελέσματα συμπληρώνουν προηγούμενα ευρήματα που υποδηλώνουν ότι η CBD καταστέλλει την παραγωγή κυτοκίνης σε στρατολογημένα ανοσοκύτταρα όπως τα μακροφάγα. Έτσι, η CBD έχει τη δυνατότητα όχι μόνο να δρα ως αντιιικός παράγοντας σε πρώιμα στάδια μόλυνσης, αλλά και να προστατεύει τον ξενιστή από ένα υπερδραστήριο ανοσοποιητικό σύστημα σε μεταγενέστερα στάδια.

Η CBD έχει μια σειρά από πλεονεκτήματα ως δυνητικός προληπτικός παράγοντας κατά του SARS-CoV-2. Η CBD ως πρόσθετο τροφίμων με περιεκτικότητα σε THC μικρότερη από 0,3% είναι ευρέως διαθέσιμη χωρίς περιορισμένη πρόσβαση. Με την κατάλληλη σύνθεση, τον ποιοτικό έλεγχο και την παράδοση, η CBD θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί προληπτικά σε αντίθεση με τα πρόσφατα αντιιικά φάρμακα. Είναι δυνατοί πολλαπλοί τρόποι κατάποσης CBD, συμπεριλαμβανομένης της πιθανότητας εισπνοής και ρινικής παροχής. Το CBD μπλοκάρει την αντιγραφή του ιού μετά την είσοδο στα κύτταρα και, επομένως, είναι πιθανό να είναι αποτελεσματικό έναντι των παραλλαγών του ιού με μεταλλαγμένες πρωτεΐνες ακίδας. Σε αντίθεση με φάρμακα όπως η ρεμδεσιβίρη ή τα αντιιικά αντισώματα, η χορήγηση CBD δεν απαιτεί ένεση σε νοσοκομειακά περιβάλλοντα. Τέλος, η CBD δεν έχει παρενέργειες.

Ωστόσο, αρκετά ζητήματα απαιτούν προσεκτική εξέταση προτού η CBD μπορεί να εξεταστεί περαιτέρω ή ακόμα και να διερευνηθεί ως θεραπευτικό προβάδισμα για το COVID-19. Αν και πολλά προϊόντα που περιέχουν CBD είναι διαθέσιμα στην αγορά, διαφέρουν πολύ ως προς την ποιότητα, την περιεκτικότητα σε CBD και τις φαρμακοκινητικές τους ιδιότητες μετά την από του στόματος χορήγηση, οι οποίες είναι ως επί το πλείστον άγνωστες. Η CBD είναι αρκετά υδρόφοβη και σχηματίζει μεγάλες μικκυλιακές δομές που παγιδεύονται και διασπώνται στο ήπαρ, περιορίζοντας έτσι την ποσότητα του φαρμάκου που είναι διαθέσιμη σε άλλους ιστούς μετά την από του στόματος χορήγηση. Οι ανενεργοί φορείς και τα πρόσθετα σκευασμάτων έχουν σημαντικό αντίκτυπο στις κλινικά αποκτήσιμες συγκεντρώσεις. Καθώς το CBD πωλείται ευρέως ως βρώσιμο λάδι, αναλύσαμε αρωματισμένα εμπορικά έλαια κάνναβης και βρήκαμε περιεκτικότητα σε CBD μόνο 0,30% σε ένα αντιπροσωπευτικό δείγμα. Η καθαρότητα της CBD και η χημική σύνθεση των υλικών που επισημαίνονται ως CBD είναι επίσης σημαντικές, ειδικά υπό το φως των ευρημάτων μας που υποδηλώνουν ότι άλλα κανναβινοειδή όπως η THC μπορεί να δράσουν για να αντιμετωπίσουν την αντιική αποτελεσματικότητα της CBD. Τέλος, άλλα μέσα χορήγησης CBD, είναι το άτμισμα και το κάπνισμα.

Θα γίνουν μελλοντικές μελέτες για τη διερεύνηση των βέλτιστων μέσω της χορήγησης CBD σε ασθενείς μαζί με κλινικές δοκιμές για την περαιτέρω αξιολόγηση της υπόσχεσης της CBD ως θεραπευτικού μέσου για τον αποκλεισμό της λοίμωξης SARS-CoV-2. Οι μελέτες μας σε ζώα παρέχουν προκλινική υποστήριξη για την αξιολόγηση της CBD ως θεραπευτικού παράγοντα κατά του SARS-CoV-2. Υποστηρίζουμε προσεκτικά σχεδιασμένες ελεγχόμενες με εικονικό φάρμακο κλινικές δοκιμές με γνωστές συγκεντρώσεις και υψηλά χαρακτηριστικές συνθέσεις, προκειμένου να καθοριστεί ο ρόλος της CBD στην πρόληψη και τη θεραπεία της πρώτης λοίμωξης SARS-CoV-2. Η συγκέντρωση in vivo στον άνθρωπο και η βέλτιστη οδός και σκεύασμα απομένει να καθοριστεί.