julio, 20

El cannabidiol inhibe la replicación del SARS-CoV-2 en células humanas y ratones

En una investigación publicada recientemente en la revista Science Advances , un equipo interdisciplinario de investigadores de la Universidad de Chicago evaluó el papel potencial del cannabidiol (CBD), un producto natural extraído de la planta de cannabis, para prevenir e inhibir las infecciones por coronavirus 2 (SARS-CoV-2) del síndrome respiratorio agudo severo en células humanas y ratones.

Estudio: El cannabidiol inhibe la replicación del SARS-CoV-2 a través de la inducción del estrés del RE del huésped y respuestas inmunitarias innatas. Crédito de la imagen: Dmytro Tyshchenko / Shutterstock

Introducción

La pandemia actual de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19) ha causado morbilidad y mortalidad generalizadas en todo el mundo desde que comenzó a fines de 2019 A pesar de la disponibilidad de una selección de vacunas contra la COVID-19, el SARS-CoV-2 y sus variantes emergentes se están extendiendo por todo el mundo, lo que subraya la necesidad de soluciones alternativas, como tratamientos eficaces. Desafortunadamente, a pesar de un esfuerzo global colectivo, hasta ahora solo se han identificado terapias limitadas que pueden bloquear la replicación y la producción viral del SARS-CoV-2.

Acerca del estudio

En el estudio actual, los investigadores utilizaron carcinoma de pulmón A549 humano, células Calu3 de pulmón humano y células epiteliales de riñón de mono Vero E6 para evaluar el efecto del CBD en el SARS-CoV- 2 réplicas. El CBD y los compuestos relacionados se aislaron e identificaron mediante análisis de resonancia magnética nuclear (NMR) 1D-¹H y se compararon con el perfil de CBD de análisis de espín completo iterativo (HiFSA)¹H.

Para evaluar la influencia del CBD en la respuesta al estrés del retículo endoplásmico (RE), se utilizó el análisis de enriquecimiento de conjuntos de genes (GSEA) para cuantificar el empalme de la proteína de unión a X-box 1 (XBP1) mediante la secuenciación del ácido ribonucleico (ARN) datos de expresión génica, seguidos de confirmación mediante la reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa cuantitativa (qRT-PCR). Se usaron células knockout para la enzima 1 α (IRE1α) que requiere inositol y anticuerpos bloqueadores de interferón para evaluar el efecto del CBD en IRE1α e interferones.

Hallazgos

Los investigadores observaron que el pretratamiento de líneas celulares de carcinoma de pulmón humano A549-ACE-2 con 0-10 µM de CBD (97 % de pureza con cannabinoides congéneres <1 %) antes la infección con SARS-CoV-2 o variantes α, β o γ inhibió potentemente la replicación viral de SARS-CoV-2 con un EC₅₀de 1 µM. Además, el CBD también inhibió la replicación del SARS-CoV-2 en células epiteliales de pulmón humano Calu3 y riñón de mono Vero E6.

Según los investigadores, excepto el CBD, ninguno de los congéneres del CBD estrechamente relacionados, como el tetrahidrocannabinol (THC), la cannabidivarina (CBDV), el ácido cannabidiolico (CBDA), el cannabicromeno (CBC) o el cannabigerol inhibieron el SARS. Infección por CoV-2. Quizás la combinación de CBD con THC (1: 1) suprimió significativamente la eficacia de CBD en consonancia con la inhibición competitiva. Un metabolito de CBDhidroxi-cannabidiol (7-OH-CBD) inhibió eficazmente la replicación del SARS-CoV-2 en células A549 de la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2) a un nivel no tóxico.

No se observó ningún efecto del CBD sobre la expresión del receptor ACE2 en las tres líneas celulares utilizadas en el estudio. El CBD no mostró ningún efecto sobre la entrada viral, pero tuvo una eficacia del 95-99 % en la inhibición de la expresión de la proteína de pico de SARS-CoV 23= en las células huésped después de la entrada. El CBD no afectó el procesamiento de proteínas virales por la proteasa principal viral (M_pro) o la proteasa similar a la papaína (PL_pro), lo que demuestra que el CBD se dirige a los procesos de las células huésped.

El estudio reveló una supresión notable de la inducción de los genes SARS-CoV para una proteína de pico, envoltura y nucleocápside en un 99 % con CBD, en contraste con un 60 % con CBDV. CBDV causó menos cambios transcriptómicos en comparación con CBD y fue en su mayoría ineficaz para revertir los cambios transcripcionales inducidos por SARS-CoV-2. El CBDV indujo la autofagia y el metabolismo de los lípidos y suprimió procesos como la traducción de proteínas y la replicación del ADN.

El equipo descubrió que el CBD causaba la expresión génica de tres proteínas transmembrana de la vía de respuesta de proteína desplegada (UPR): IRE1α, proteína quinasa tipo R retículo endoplásmico quinasa (PERK) y factor de transcripción activador 6 (ATF6). El CBD activó fuertemente la vía IRE1α en presencia o ausencia del virus, pero no solo por el SARS-CoV-2. Por el contrario, PERK fue activado tanto por el SARS-CoV-2 como por el CBD.

El CBD, en presencia de SARS-CoV-2, indujo más fuertemente genes involucrados en la vía de señalización del interferón: ISG15, IFIT1, IFIT3, SOCS1 y OAS1 en comparación con el CBD solo. El CBD revirtió de manera efectiva la inducción viral de citoquinas que condujo a una tormenta de citoquinas en etapas posteriores de la infección. Por otro lado, el homólogo inactivo CBDV no previene significativamente la inducción de citoquinas. La exposición de las células ACE2-A549 a una mezcla de anticuerpos contra los interferones tipo I (α,β,o) y tipo II (γ) antes del tratamiento con CBD 2,5 mM y la infección con SARS-CoV-2 mostró que los anticuerpos antiinterferón redujeron la concentración de CBD. Efectos antivirales y rescate de la infección por SARS-CoV-2 parcialmente.

La administración de CBD en dosis más bajas y más altas disminuyó los títulos virales en los pulmones (4,8 y 40 veces) y el cornete nasal (3,7 y 4,8 veces) en ratones hembra K18-hACE2 sometidos a exposición intranasal con SARS-CoV-2 (2x10⁴unidades formadoras de placas [UFP]).

A partir de un análisis de un grupo de pacientes con registros de consumo de CBD (100 mg/ml) de National COVID Cohort Collaborative (N3C), los investigadores observaron que el consumo de CBD se asoció significativamente con menos SARS-CoV-2 resultados positivos de la prueba.

Conclusión

Los resultados del estudio mostraron que, entre todos los congéneres de cannabinoides, solo el CBD y su metabolito 7-OH-CBD bloquean de forma potente la replicación del SARS-CoV-2 en las células epiteliales del pulmón. Además, el CBD ejerció su efecto post-entrada viral e inhibió la expresión del genoma viral. El CBD también inhibió la replicación del SARS-CoV-2 mediante la activación de la IRE1α del huésped, la respuesta al estrés de la RNasa ER y las vías del interferón.

Los estudios preclínicos han establecido la eficacia del CBD contra el SARS-CoV-2 durante las primeras etapas de la infección. Este estudio demostró el papel del CBD como agente potencial para combatir la infección por SARS-CoV-2 durante las primeras etapas. Sin embargo, se necesitarán estudios y ensayos clínicos adicionales para determinar la dosificación precisa, el perfil de seguridad y los posibles efectos secundarios del CBD como agente de tratamiento contra la infección por SARS-CoV-2 en humanos.

Los investigadores advirtieron que los efectos antivirales del CBD demostrados en este estudio se aplican solo a dosis especialmente formuladas de alta pureza que se toman en situaciones específicas. Los hallazgos del estudio no sugieren que el consumo de productos de CBD disponibles comercialmente con potencia y calidad variables pueda prevenir o tratar el COVID-19.