Er komen steeds meer aanwijzingen dat vitamine D – en mogelijk vitamine K en A – zou kunnen helpen bij de bestrijding van COVID-19. Een nieuwe studie van de Universiteit van Bristol, gepubliceerd in het tijdschrift van de German Chemical Society Angewandte Chemie heeft laten zien hoe ze - en andere antivirale medicijnen - zouden kunnen werken. Het onderzoek geeft aan dat deze voedingssupplementen en verbindingen kunnen binden aan het virale spike-eiwit en zo de SARS-CoV-2-infectie kunnen verminderen. In tegenstelling tot, cholesterol kan de besmettelijkheid verhogen, wat zou kunnen verklaren waarom een ​​hoog cholesterolgehalte als een risicofactor voor ernstige ziekten wordt beschouwd.

Onlangs, Bristol-onderzoekers toonden aan dat linolzuur zich bindt aan een specifieke plaats in het virale spike-eiwit, en dat door dit te doen, het vergrendelt de spike in een gesloten, minder besmettelijke vorm. Nutsvoorzieningen, een onderzoeksteam heeft computationele methoden gebruikt om naar andere verbindingen te zoeken die hetzelfde effect kunnen hebben, als mogelijke behandelingen. Ze hopen te voorkomen dat menselijke cellen geïnfecteerd raken door te voorkomen dat het virale spike-eiwit voldoende opent om te interageren met een menselijk eiwit (ACE2). Het ontwerp van nieuwe antivirale geneesmiddelen kan jaren duren, ontwikkelen en testen, dus keken de onderzoekers door een bibliotheek van goedgekeurde medicijnen en vitamines om te identificeren welke zich zouden kunnen binden aan deze recent ontdekte 'druggable pocket' in het SARS-CoV-2 spike-eiwit.

Het team bestudeerde eerst de effecten van linolzuur op de piek, met behulp van computationele simulaties om aan te tonen dat het de gesloten vorm stabiliseert. Verdere simulaties toonden aan dat dexamethason, een effectieve behandeling voor COVID-19, zich mogelijk ook aan deze site kan binden en de virale besmettelijkheid kan helpen verminderen, naast de effecten op het menselijke immuunsysteem.

Het team voerde vervolgens simulaties uit om te zien welke andere verbindingen aan de vetzuurplaats binden. Dit identificeerde enkele medicijnen waarvan bij experimenten is vastgesteld dat ze actief zijn tegen het virus, wat suggereert dat dit een mechanisme kan zijn waarmee ze virale replicatie voorkomen, zoals, door de spike-structuur op dezelfde manier te vergrendelen als linolzuur.

De bevindingen suggereerden verschillende kandidaat-geneesmiddelen onder beschikbare geneesmiddelen en voedingscomponenten, waaronder enkele waarvan is vastgesteld dat ze de reproductie van SARS-CoV-2 in het laboratorium vertragen. Deze hebben het potentieel om zich te binden aan het SARS-CoV-2 spike-eiwit en kunnen celinvoer helpen voorkomen.

De simulaties voorspelden ook dat de in vet oplosbare vitamines D, K en A binden op dezelfde manier aan de spike, waardoor de spike minder goed in staat is om cellen te infecteren.

Dr. Deborah Schoenmerk, Senior onderzoeksmedewerker (biomoleculaire modellering) in de School of Biochemistry, die de piek heeft gemodelleerd, legde uit:"Onze bevindingen helpen verklaren hoe sommige vitamines een directere rol kunnen spelen bij de bestrijding van COVID dan hun conventionele ondersteuning van het menselijke immuunsysteem.

"Obesitas is een belangrijke risicofactor voor ernstige COVID. Vitamine D is in vet oplosbaar en heeft de neiging zich op te hopen in vetweefsel. Dit kan de hoeveelheid vitamine D die beschikbaar is voor zwaarlijvige personen verminderen. Landen waar sommige van deze vitaminetekorten vaker voorkomen, hebben ook heeft zwaar geleden tijdens de pandemie. Ons onderzoek suggereert dat sommige essentiële vitamines en vetzuren, waaronder linolzuur, kunnen bijdragen aan het belemmeren van de spike/ACE2-interactie. Een tekort aan een van hen kan het voor het virus gemakkelijker maken om te infecteren."

Reeds bestaande hoge cholesterolwaarden zijn in verband gebracht met een verhoogd risico op ernstige COVID-19. Rapporten dat het SARS-CoV-2-spike-eiwit cholesterol bindt, bracht het team ertoe te onderzoeken of het zich kon binden op de vetzuurbindingsplaats. Hun simulaties geven aan dat het kan binden, maar dat het een destabiliserend effect kan hebben op de gesloten conformatie van de spike, en geef de voorkeur aan het open, meer infectieuze conformatie.

Dr. Shoemark vervolgde:"We weten dat het gebruik van cholesterolverlagende statines het risico op het ontwikkelen van ernstige COVID vermindert en de hersteltijd verkort in minder ernstige gevallen. Of cholesterol de 'goedaardige', gesloten conformatie of niet, onze resultaten suggereren dat door directe interactie met de piek, het virus zou cholesterol kunnen sekwestreren om de lokale concentraties te bereiken die nodig zijn om de celinvoer te vergemakkelijken en dit kan ook het waargenomen verlies van circulerend cholesterol na infectie verklaren."

Professor Adrian Mulholland, van Bristol's School of Chemistry, toegevoegd:"Onze simulaties laten zien hoe sommige moleculen die binden aan de linolzuurplaats de dynamiek van de piek beïnvloeden en deze sluiten. Ze laten ook zien dat geneesmiddelen en vitamines die actief zijn tegen het virus op dezelfde manier kunnen werken. Het richten op deze site kan een route zijn naar nieuwe antivirale medicijnen. Een volgende stap zou zijn om naar de effecten van voedingssupplementen te kijken en virale replicatie in cellen te testen."

Alison Derbenwick Miller, Onderdirecteur, Orakel voor onderzoek, zei:"Het is ongelooflijk opwindend dat onderzoekers nieuwe inzichten krijgen in hoe SARS-CoV-2 interageert met menselijke cellen, wat uiteindelijk zal leiden tot nieuwe manieren om COVID-19 te bestrijden. We zijn verheugd dat de krachtige cloudinfrastructuur van Oracle dit soort wereldveranderend onderzoek helpt bevorderen. Het kweken van een wereldwijd verbonden gemeenschap van cloud-aangedreven onderzoekers is precies waar Oracle for Research voor is ontworpen."