Le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) qui cause le COVID-19 (maladie du coronavirus 2019) a infecté plus de 58,5 millions de personnes dans le monde et tué plus de 1,38 million est l’une des crises sanitaires mondiales les plus importantes de mémoire récente. Il n’existe actuellement aucun vaccin efficace et sûr pour prévenir l’infection par le SRAS CoV-2 ni aucun médicament efficace pour traiter la maladie COVID-19. Des chercheurs du monde entier tentent ainsi de trouver des molécules et des composés efficaces qui pourraient lutter contre le virus.
Des chercheurs dirigés par la première auteure Relja Suručić du Département de pharmacognosie, Faculté de médecine, Université de Banja Luka, Banja Luka, Bosnie-Herzégovine, ont étudié l’utilisation d’extraits d’écorces de grenade dans la prévention des infections par le SRAS-CoV-2. Leur étude intitulée «Étude computationnelle des polyphénols d’extraits de peau de grenade en tant qu’inhibiteurs potentiels de l’internalisation du virus SRAS-CoV-2» a été publiée dans le dernier numéro de la revue Biochimie moléculaire et cellulaire.
Sommaire
Contexte
Les coronavirus, expliquent les chercheurs, sont connus pour provoquer des infections des voies respiratoires chez l’homme. Ceux-ci incluent le coronavirus du syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS-CoV), le coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV) et le nouveau coronavirus SARS-CoV-2. Le SRAS-CoV-2 est connu pour provoquer des symptômes graves chez certaines personnes nécessitant une hospitalisation, une ventilation et des soins en USI. L’Organisation mondiale de la santé a déclaré la pandémie COVID-19 le 11e de mars de cette année.
Structure virale, transmission et infection
Le virus SARS-CoV-2 a également un taux de transmission rapide entre les humains. Le virus possède quatre protéines structurelles principales ainsi que d’autres protéines accessoires:
- glycoprotéine de pointe (S)
- petite enveloppe (E) glycoprotéine
- glycoprotéine membranaire (M)
- protéine de nucléocapside (N)
Le SRAS-CoV-2 pénètre dans les cellules des voies respiratoires en utilisant la glycoprotéine S. Le virus interagit avec le récepteur de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) que l’on trouve en abondance dans le système respiratoire.
La glycoprotéine S a deux sous-unités fonctionnelles connues sous le nom de S1, qui est une sous-unité amino (N) -terminale, et S2, une sous-unité carboxyle (C) -terminale. S1 sur la surface se lie au récepteur ACE2, et le S2 interagit avec la membrane de la cellule hôte pour permettre la fusion des membranes de la cellule et du virus afin que les particules virales puissent enfin entrer dans la cellule. La cellule hôte contient des protéases spécifiques qui peuvent briser ou cliver le S1 / S2 pour permettre le processus de fusion et d’entrée. Une protéase notable est la sérine protéase transmembranaire 2 (TMPRSS2). Les deux ACE2 et TMPRSS2 sont nécessaires pour l’entrée virale dans la cellule.
La furine conduit également au clivage de la glycoprotéine S et facilite ainsi l’entrée du virus SARS-CoV-2 par sa liaison au récepteur ACE2. On suppose que les inhibiteurs de TMPRSS2 et les inhibiteurs de la furine empêchent le virus de pénétrer dans la cellule hôte.
Extrait d’écorce de grenade
Plusieurs produits naturels sont à l’étude pour prévenir l’infection par le SRAS-CoV-2 ou la traiter efficacement. Grenade (Punica granatum L., La famille des punicacées) consommée dans le monde entier est connue pour avoir des propriétés bénéfiques pour la santé et utiles dans le traitement du diabète de type 2, de l’athérosclérose, des maladies cardiovasculaires, des maladies inflammatoires, des cancers, etc.
Les extraits d’écorces de grenade sont connus pour contenir des «phytobiotiques tels que des tanins hydrolysables (ellagitannine, punicalagine, punicaline, acide gallique et ellagique), des flavonoïdes, des anthocyanes et d’autres phénols», expliquent les chercheurs. Ces polyphénols sont connus pour avoir plusieurs propriétés, dont:
- effets anti-inflammatoires
- effets antioxydants
- effets hypoglycémiques ou hypoglycémiants
- effets hypolipidémiants ou hypocholestérolémiants
- effets antihypertenseurs ou abaissant la pression artérielle
- effets antimicrobiens
Les extraits de grenade sont connus pour être utiles contre des virus tels que «le virus de la grippe, le virus de l’herpès, les poxvirus et le virus de l’immunodéficience humaine», déclarent les chercheurs. Les molécules de l’extrait appelé «punicalagine, punicaline et acide ellagique» présentent également des effets contre le virus de l’hépatite C (VHC). Les extraits d’écorce de grenade (PoPEx) ont également montré des effets contre le virus de la grippe en empêchant l’entrée du virus et la transcription de l’ARN.
Cette étude a ciblé quatre membres majeurs de l’ellagitannine présents dans PoPEx, «punicalagine, punicaline, acide ellagique et acide gallique», pour voir leur efficacité contre le SRAS-CoV-2 dans des modèles de laboratoire (outils in silico).
Étudier le design
Les chercheurs ont testé les affinités de liaison de l’acide ellagique, de l’acide gallique, de la punicalagine et de la punicaline sur quatre cibles protéiques qui pourraient permettre l’entrée du virus dans la cellule hôte. Ces molécules testées étaient;
- Umifénovir
- Lopinavir
- Camostat, et
- Composants PoPEx sélectionnés (punicalagine, punicaline, acide ellagique et acide gallique)
Les quatre cibles ptoeitn étaient:
- Glycoprotéine de pic de SARS-CoV-2,
- Enzyme de conversion de l’angiotensine 2,
- Furin,
- Sérine protéase transmembranaire 2 (TMPRSS2).
Les structures 3D des molécules testées ont été téléchargées et des techniques de calcul ont été utilisées pour vérifier leur affinité de liaison.
Résultats
Les résultats de cette étude ont montré que les constituants d’extraits de peau de grenade tels que la punicalagine et la punicaline présentent un potentiel significatif d’interaction avec les protéines cibles sélectionnées et pourraient donc éventuellement empêcher l’entrée virale dans la cellule hôte. Cela doit être suivi par des études in vitro et in vivo qu’ils écrivent.
- En utilisant l’outil DoGSiteScorer, les poches de liaison potentielles ont été déterminées sur les protéines.
- Les poches les plus médicamentables pour la glycoprotéine S, ACE2, furine et TMPRSS2 ont été choisies.
- Un rapport d’acides aminés apolaires élevé signifiant une bonne cible médicamenteuse a été trouvé pour la glycoprotéine S (le rapport d’acides aminés apolaires était de 0,63)
- Les ratios d’acides aminés apolaires de l’ACE2, de la furine et du TMPRSS2 étaient respectivement de 0,38, 0,26 et 0,40.
- Les meilleures valeurs de score médicamenteux pour les cibles analysées variaient entre 0,73 et 0,84
- Les volumes de poche pour la liaison du médicament ont déterminé le potentiel du médicament à se lier à la cible. Le volume, la surface et la profondeur les plus significatifs de la poche sélectionnée ont été détectés pour ACE2.
- La punicalagine et la punicaline formaient les complexes les plus stables avec les protéines cibles. Ils ont également montré des interactions intensives avec les résidus d’acides aminés TMPRSS2
Conclusions et implications
La prévention de l’entrée virale dans la cellule hôte pourrait empêcher efficacement l’infection. Cette étude a montré que les polyphénols PoPEx pourraient offrir une activité inhibitrice potentielle contre le SARS-CoV-2, en particulier lors de son entrée dans la cellule hôte. Les auteurs de l’étude écrivent que «la punicalagine et la punicaline sont des candidats prometteurs pour d’autres études in vitro anti-SRAS-CoV-2». L’équipe a conclu: «Étant les ingrédients d’un produit naturel utilisé comme aliment, ces candidats ont également un profil d’innocuité confirmé qui est leur avantage supplémentaire et important dans le traitement de la maladie.»
