Codonopsis lanceolata, plus communément appelé « deodeok », est utilisé comme herbe médicinale en Corée du Sud. Il est cultivé en grande quantité et a fait partie intégrante de la cuisine coréenne à travers l’histoire. Aster koraiensis, ou starwort coréenne, est une fleur commune qui ressemble à une marguerite, que l’on ne trouve que dans la péninsule coréenne. Quel est le point commun entre ces deux types de plantes ?
Une équipe de chercheurs dirigée par le directeur C. Justin LEE du Life Science Institute (Center for Cognition and Sociality) au sein de l’Institute for Basic Science (IBS), en Corée du Sud, a récemment annoncé la découverte de nouveaux composés antiviraux dérivés de ces deux natifs coréens. végétaux. Les chercheurs ont découvert que les saponines trouvées dans ces plantes étaient particulièrement efficaces pour inhiber l’infection par le SRAS-CoV-2 en bloquant la fusion membranaire, ce qui permet aux virus d’envahir les cellules hôtes. Ces résultats ont été publiés dans Antiviral Research en octobre 2022 et Antimicrobial Agents and Chemotherapy en novembre 2022.
Les coronavirus sont connus pour pénétrer dans les cellules humaines via les endosomes ou la fusion au niveau des membranes plasmiques. Dans ces deux voies, un processus appelé « fusion membranaire » doit se produire entre l’enveloppe du coronavirus et la membrane cellulaire. L’équipe de recherche a révélé que deux saponines (astersaponine I et lansemaside A) présentes dans les deux plantes susmentionnées sont capables de bloquer cette fusion de la membrane entre le coronavirus et les cellules humaines, bloquant ainsi efficacement toutes les voies par lesquelles le virus peut infecter son hôte.
L’équipe de recherche a d’abord créé un modèle d’infection par le SRAS-CoV-2 en utilisant des cellules pulmonaires humaines surexprimant la protéine du récepteur ACE2 et un pseudovirus qui exprime la protéine de pointe virale à sa surface, qui peut être utilisé dans l’installation de recherche de niveau 2 de biosécurité relativement moins restrictive. Les cellules ont été traitées avec de l’astersaponine I et du lansemaside A pour tester l’effet inhibiteur des composés sur l’infection virale. Les deux saponines se sont avérées avoir un IC50valeur (concentration inhibitrice moitié maximale) de 2 μM, indiquant qu’ils étaient très efficaces pour empêcher le coronavirus d’entrer dans la cellule. Les mêmes résultats ont été confirmés dans des expériences ultérieures utilisant des coronavirus authentiques réels, et l’infection a été supprimée avec presque la même efficacité. Plus important encore, l’effet inhibiteur était identique pour toutes les variantes du SRAS-CoV-2, comme l’Omicron.
L’astersaponine I et le lansemaside A sont des saponines triterpénoïdes. Ils ont tous deux des structures centrales d’hydrocarbures (ou noyaux) très similaires à celles du cholestérol, qui est le principal composant des membranes cellulaires. en plus d’une chaîne polysaccharidique attachée à un côté. La partie centrale de ces saponines se lie facilement à la membrane cellulaire grâce à leur similitude avec le cholestérol. Lorsque la molécule pénètre dans la membrane cellulaire, la longue chaîne de sucre dépasse de la membrane cellulaire. On pense que ce sucre en saillie est ce qui empêche la membrane cellulaire de fusionner avec l’enveloppe du coronavirus.
Les variants du SRAS-CoV-2 tels qu’Omicron sont plus infectieux que les originaux en raison des mutations de la protéine de pointe, ce qui améliore leur affinité de liaison avec le récepteur cellulaire ACE2. Cependant, peu importe à quel point les variants du SRAS-CoV-2 augmentent son affinité, il sera incapable d’entrer dans la cellule si l’ensemble du processus de fusion membranaire, qui se produit après la liaison virale au récepteur, est bloqué. C’est-à-dire que l’inhibiteur de fusion membranaire peut prévenir efficacement l’infection des variants du SRAS-CoV-2, quelle que soit leur affinité avec le récepteur cellulaire humain.
Dans le passé, l’équipe IBS a travaillé conjointement avec le Dr KIM Seungtaek de l’Institut Pasteur de Corée et a découvert une autre saponine triterpénoïde naturelle appelée platycotine D de la fleur du ballon. Cette saponine s’est également avérée efficace contre l’infection par le SRAS-CoV-2. Cette recherche a été publiée dans la revue Experimental & Molecular Medicine en mai 2021.
Forts de ces connaissances, les chercheurs de l’IBS, en collaboration avec l’équipe du professeur HAN Sunkyu de l’Institut coréen avancé pour la science et la technologie (KAIST), ont exploré la création de saponines synthétiques aux effets potentiellement encore plus puissants. L’équipe conjointe a fabriqué et testé une douzaine de saponines synthétiques possédant différentes chaînes de polysaccharides avec des longueurs et des types de sucres variables. L’une de ces saponines s’est avérée avoir une activité jusqu’à deux fois plus élevée que celle de la platycodine D. Cette recherche a été publiée dans le numéro d’octobre 2022 de la revue Bioorganic Chemistry.
Le directeur C. Justin LEE a déclaré : « Les saponines naturelles contenues dans ces plantes sont des constituants majeurs de nombreux aliments et plantes médicinales facilement accessibles dans la vie de tous les jours. Lorsqu’elles sont ingérées, elles peuvent être délivrées à des concentrations élevées aux cellules épithéliales des voies respiratoires supérieures. , ce qui signifie qu’il peut être efficace à un stade asymptomatique ou précoce de l’infection au COVID-19. » Il a ajouté: « Bien que leurs effets n’aient été confirmés qu’in vitro pour le moment, des essais cliniques pourraient être possibles à l’avenir si des résultats positifs sont obtenus lors de tests sur des animaux. »
Historiquement, de nombreux médicaments importants tels que la pénicilline, l’aspirine ou l’artémisinine, un médicament antipaludéen, ont été dérivés d’organismes naturels. Comme le mécanisme d’action de ces saponines repose sur l’inhibition de la fusion membranaire, il pourrait même être possible de développer des médicaments antiviraux à large spectre basés sur ce principe. »
Kim Taeyoung, chercheur principal, IBS
