Nanoparticles của phức hợp ZnO/Berberine chống lại COVID-19 và nhiễm khuẩn đồng mắc đường hô hấp cũng như loại bỏ độc tính của hydroxychloroquine

Journal of Pharmaceutical Investigation - Tập 51 - Trang 735-757 - 2021
Doaa A. Ghareeb1,2,3, Samar R. Saleh1,2,3, Mohamed G. Seadawy4, Mohammed S. Nofal1, Shaymaa A. Abdulmalek1,2,3, Salma F. Hassan1, Shaimaa M. Khedr1, Miral G. AbdElwahab1, Ahmed A. Sobhy1,2,5, Ali saber Ali Abdel-Hamid1, Abdelrahman Mohamed Yassin1, Alshimaa A. Abd Elmoneam2,3, Aliaa A. Masoud2,3, Mohamed M. Y. Kaddah1, Sally A. El-Zahaby6, Abdulaziz Mohsen Al-mahallawi7,8, Alaa M. El-Gharbawy1, Ahmed Zaki1, Inas k. Seif1,2,3, Marwa Y. Kenawy2,3,9, Magdy Amin10, Khaled Amer11, Maha Adel El Demellawy1,12
1Center of Excellence for Drug Preclinical Studies (CE-DPS), Pharmaceutical and Fermentation Industry Development Center, City of Scientific Research & Technological Applications, New Borg El Arab, Alexandria, Egypt
2Bio-Screening and Preclinical Trial Lab, Biochemistry Department, Faculty of Science, Alexandria University, Alexandria, Egypt
3Biochemistry Department, Faculty of Science, Alexandria University, Alexandria, Egypt
4Chemical Warfare Department, MCL Almaza, Cairo, Egypt
5Clinical Pharmacy Program, Faculty of Pharmacy, Alexandria University, Alexandria, Egypt
6Department of Pharmaceutics and Pharmaceutical Technology, Faculty of Pharmacy, Pharos University in Alexandria, Alexandria, Egypt
7Department of Pharmaceutics and Industrial Pharmacy, Faculty of Pharmacy, Cairo University, Cairo, Egypt
8School of Life and Medical Sciences, University of Hertfordshire Hosted by Global Academic Foundation, New Administrative Capital, Cairo, Egypt
9Fabrication Technology Research Department, Advanced Technology and New Materials Research Institute (ATNMRI), City of Scientific Research and Technological Applications (SRTA-City), New Borg El-Arab City, Alexandria, Egypt
10Military Medical Services, Cairo, Egypt
11Egypt Center for Research and Regenerative Medicine, Cairo, Egypt
12Medical Biotechnology Department, Genetic Engineering and Biotechnology Research Institute, City of Scientific Research & Technological Applications, New Borg El Arab, Alexandria, Egypt

Tóm tắt

Một coronavirus mới (COVID-19) chưa từng được xác định ở người và không có liệu pháp điều trị cụ thể đã lan rộng gần đây. Các thử nghiệm điều trị sử dụng thuốc kháng virus và thuốc điều chỉnh miễn dịch như hydroxychloroquine (HCQ) đã được áp dụng để kiểm soát dịch bệnh virus này, tuy nhiên một số tác dụng phụ đã xuất hiện. Berberine (BER) là một alkaloid đã được báo cáo có một số đặc tính dược lý bao gồm hoạt động chống oxy hóa và kháng khuẩn. Thêm vào đó, nanoparticle oxit kẽm (ZnO-NPs) có các đặc tính chống oxy hóa và chống viêm mạnh mẽ. Do đó, nghiên cứu này được tiến hành để ước lượng hiệu quả của cả phức hợp BER và ZnO tổng hợp như liệu pháp chống COVID-19. Đầu tiên, phức hợp ZnO/BER được chuẩn bị bằng phương pháp trộn đơn giản. Sau đó, các nghiên cứu in vitro về hai hợp chất này được thực hiện bao gồm độc tính VeroE6, hoạt động chống COVID-19, xác định hoạt động ức chế đối với proteinase giống papain (PL pro) và protein gai- và vùng liên kết thụ thể (RBD) cũng như đánh giá độc tính thuốc trên tế bào hồng cầu (RBC). Kết quả cho thấy rằng phức hợp ZnO/BER hoạt động như một liệu pháp chống COVID-19 bằng cách ức chế sự liên kết của protein gai với enzyme chuyển đổi angiotensin II (ACE II), hoạt động PL pro, nồng độ protein gai và protein E, và sự biểu hiện của cả gen E và enzyme RNA polymerase phụ thuộc RNA (RdRp) ở nồng độ thấp hơn so với BER hoặc ZnO-NPs đơn lẻ. Hơn nữa, phức hợp ZnO/BER còn có đặc tính chống oxy hóa và kháng khuẩn, nơi nó ngăn chặn quá trình tự oxy hóa của 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) và sự phát triển của vi khuẩn hệ hô hấp dưới ảnh hưởng đến bệnh nhân Covid 19. Phức hợp ZnO/BER cũng ngăn chặn tác dụng độc tế bào của HCQ đối với cả RBC và WBC (in vitro) và độc tính gan, độc tính thận và thiếu máu xảy ra sau việc dùng HCQ lâu dài in vivo. Phức hợp ZnO/BER có thể được xem như một liệu pháp tiềm năng chống COVID-19 vì nó ức chế sự xâm nhập, tái bản và lắp ráp virus. Hơn nữa, nó có thể được sử dụng để điều trị một nhiễm trùng vi khuẩn thứ hai xảy ra ở những bệnh nhân COVID-19 nhập viện. Hơn nữa, phức hợp ZnO/BER được phát hiện đã loại bỏ độc tính của việc sử dụng HCQ lâu dài trong cơ thể.

Từ khóa

#COVID-19 #Berberine #ZnO nanoparticles #phức hợp ZnO/BER #thuốc kháng virus #độc tính HCQ

Tài liệu tham khảo

Agency EM (2020) COVID-19: chloroquine and اydroxychloroquine only be used in clinical trials or emergency use programmes [Online]. Available: https://www.ema.europa.eu/en/news/covid-19-chloroquine-hydroxychloroquine-only-be-used-clinical-trials-emergency-use-programmes. Accessed 1 Apr 2020

Barnabas RV, Brown ER, Bershteyn A, Stankiewicz Karita HC, Johnston C, Thorpe LE, Kottkamp A, Neuzil KM, Laufer MK, Deming M, Paasche-Orlow MK, Kissinger PJ, Luk A, Paolino K, Landovitz RJ, Hoffman R, Schaafsma TT, Krows ML, Thomas KK, Morrison S, Haugen HS, Kidoguchi L, Wener M, Greninger AL, Huang M-L, Jerome KR, Wald A, Celum C, Chu HY, Baeten JM (2020) Hydroxychloroquine as postexposure prophylaxis to prevent severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 infection. Ann Internal Med.

El-Zahaby SA, Aboughaly MH, Abdelbary GA, El-Gazayerly ON (2016) Development of a novel solid self-nano-emulsifying osmotically controlled system of a centrally acting drug: preparation and in-vitro evaluation. Inventi Impact NDDS 2016:35–49

Ernst E, Rose M, Lee R (1984) Modification of transoperative changes in blood fluidity by hydroxychloroquine: a possible explanation for the drug’s antithrombotic effect. Pharmatherapeutica 4:48–52

Ghareeb AE, Moawed FSM, Ghareeb DA, Kandil EI (2018) Potential prophylactic effect of berberine against rat colon carcinoma induce by 1,2-Dimethyl Hydrazine. Asian Pac J Cancer Prev 19:1685–1690

Pingali S, Donahue J, Payton-Stewart F (2014) Weak C-H···X (X = O, N) hydrogen bonds in the crystal structure of dihydroberberine. Acta crystallographica Section c Struct Chem 70:388–391

Who. 2021. Coronavirus (COVID-19) Update: FDA Authorizes Drug Combination for Treatment of COVID-19 [Online]. Available: https://www.fda.gov/news-events/press-announcements/coronavirus-covid-19-update-fda-authorizes-drug-combination-treatment-covid-19. Accessed 12 March 2021.

Zhou Y, Hou Y, Shen J, Huang Y, Martin W, Cheng F (2020) Network-based drug repurposing for novel coronavirus 2019-nCoV/SARS-CoV-2. Cell Discovery 6:14