Articles / 13 listopadu, 2021

Frontiers in Immunology

Úvod

Při absenci primární prevence očkováním a specifické léčby COVID-19 mohou být přesto k dispozici strategie racionální léčby. Kromě terapií k přímému ovlivnění replikace viru , byly navrženy imunoterapie ke snížení účinků zánětu vyvolaného virem (2). Ty zahrnují léčbu kortikosteroidy, která se však nedoporučuje vzhledem k jejich imunosupresivním účinkům, které mohou vést k horšímu výsledku ve srovnání s neléčenými subjekty. Specifičtější přístupy se zaměřují na IL-6, TNFα, inhibitory Janusovy kinázy (JAK1/JAK2) a inteferony typu 1 . V neposlední řadě byl jako cíl zvažován systém komplementu (3-5). Tyto parametry mohou mít prognostický význam, protože se zdá, že poměr IL6/interferon IFɤ předpovídá závažnost onemocnění (6).

Navíc poznatek, že virus využívá jako vstupní bod membránově vázaný angiotenzin konvertující enzym 2 (ACE2), otevírá potenciální strategie k modifikaci aktivity tohoto systému. Bylo navrženo, že používání blokátorů angiotenzinových receptorů, které vedou k zvýšené expresi ACE2, může být škodlivé (7). Byl vysloven i alternativní názor o možném příznivém účinku těchto látek (8), který vychází z fyziologicky protizánětlivých a ochranných účinků tohoto enzymu. Tato kontroverze byla nedávno jasně nastíněna (9, 10). Úkolem je snížit ACE2 jako vstupní bod, aniž by se zhoršila zánětlivá reakce, jakmile dojde k infekci.

Snížení ACE2 ke snížení vstupu Covid-19?

V návaznosti na mechanistické poznatky by snížení exprese ACE2 snížilo počet přístupových bodů viru do těla během primární infekce a potenciálně i šíření uvnitř těla. Obojí by mělo vést k potenciálně mírnějšímu klinickému průběhu. Zdá se, že buňky, které jsou náchylné k infekci SARS, jsou především pneumocyty typu II, ileální absorpční enterocyty a nosní pohárkové sekreční buňky (11). Proto by možná stálo za to určit mechanismus, jak snížit membránovou expresi ACE2 u těchto buněk (s ohledem na možné negativní důsledky). Pro zvýšení věrohodnosti takového přístupu by bylo vhodné sledovat zprávy o úspěšném využití přístupů tradiční čínské medicíny (TCM). Jedna z nejčastěji používaných látek TCM obsahuje extrakt z glycyrrhiza glabra, tj. rostliny lékořice (12), a interaguje se systémem angiotenzin-aldosteron: Jednou z jeho aktivních složek je glycyrrhizin (GL), který se ve střevě člověka metabolizuje na systémově aktivní metabolit kyselinu glycyrrhetinovou (GA). Podávání GL a GA má řadu významných účinků: GA především inhibuje enzym zvaný 11-beta-hydroxysteroid dehydrogenáza (11bHSD), a to jak typ 1, tak typ 2 (13). Jako relevantní se zde jeví typ 2 (11bHSD2). Jeho inhibice umožňuje kortizolu přístup k mineralokortikoidním receptorům (MR) v aldosteronově specifických periferních tkáních, včetně ledvin, plic, nosních a endoteliálních buněk, v nichž by mu v tom jinak bylo zabráněno. To je dáno jeho aktivitou rychle intracelulárně degradovat kortizol a umožnit tak aldosteronu přístup k receptoru. Jinými slovy, inhibice tohoto enzymu vede k aktivaci MR podobně jako aldosteron prostřednictvím kortizolu a může se podobat účinkům vysoké hladiny aldosteronu v těchto orgánech. V této souvislosti je zajímavé, že vysoké hladiny aldosteronu vedou ke snížení regulace ACE2 v ledvinách (14), což je tkáň, která exprimuje 11bHSD2 stejně jako plíce a buňky nosního epitelu, tj. hlavní vstupní body pro COVID-19, zatímco antagonismus MR má v několika tkáních opačné účinky (15). To je v souladu s pozorováním, že za určitých okolností mohou sloučeniny snižující aldosteron, jako je enalapril, vést ke zvýšení exprese ACE2 (16, 17).

Přímý protivirový účinek GA nebo GL

Zajímavé je, že GL nebo jeho aktivní metabolit GA vyjadřuje v buněčné kultuře protivirové účinky pro příbuzný virus SARS-corona (18, 19): Podobný účinek popsali Chen et al. u buněčné linie Vero-E6, avšak u buněčné linie fRhK4 nebyl pozorován žádný účinek (19). Důležité je, že GA, systémově aktivní sloučenina po perorálním podání, nebyla studována, což činí tato zjištění potenciálně relevantními pro lokální (inhalační) nebo intravenózní podání. Ve studii s buňkami lidského dýchacího traktu vykazoval GA, ale nikoli GL, účinek na míru infekce lidským respiračním syncytiálním virem (20). Tyto přímé antivirové účinky mimo MR ukazují na další, ale neznámý mechanismus. V této souvislosti může být důležité poznamenat, že kromě ACE2 je pro infekci buňky nutná i serinová proteáza TMPRSS2 (21). Inhibici tohoto enzymu inhibitorem proteázy jako terapeutický zásah navrhli autoři. TMPRSS2 se podílí na infekcích virem korony i virem chřipky (22). Zajímavé je, že exprese tohoto enzymu je regulována GA (23), což může vysvětlovat širší protivirové účinky GL (24). Je regulována androgeny (23), což může částečně vysvětlovat rozdíly mezi pohlavími v klinické expresi infekcí COVID-19.

Protizánětlivé účinkyACE2 a glycyrrhizinu

Následné důsledky snížené exprese ACE2 jsou, jak bylo nastíněno výše, poněkud kontroverzní (25). Aktivita ACE2 je obecně protektivní, a to i pro plicní tkáň (26). Činí tak tím, že potlačuje důsledky aktivace receptoru pro endotoxin (LPS), tj. receptoru podobného tollu 4 (TLR4), a v důsledku toho související zánět v plicích (endotoxinová bouře) (27): Přemíra ACE2 v této studii inhibovala zánět vyvolaný LPS. Proto lze sníženou expresi ACE2 považovat za znepokojující. V této souvislosti nabývá na významu druhá vlastnost glycyrrhizinu, a to jeho imunomodulační účinek. Nejlépe je znám jeho antagonistický účinek na TLR4 závislých mechanismech. TLR4 antagonistický účinek GA snižuje zánět v několika tkáních, včetně plic (28). GL navíc vede ke snížení exprese TLR4 v srdci a plicích v modelu zánětu vyvolaného LPS. To bylo doprovázeno významným snížením uvolňování cytokinů, tj. uvolňování TNFα, IL6 a IL1ß (29). V souladu s tím má GL ochranné účinky u syndromu akutní respirační tísně vyvolaného aktivátorem TLR4 LPS u myší (28). Protizánětlivý potenciál v plicích byl prokázán také na myším modelu infekce Streptococcus aureus, kde intraperitoneální podání GL široce potlačilo zánětlivé markery (30). Tato zjištění jsou v souladu s aktivitou GL nebo GA inhibovat zánětlivé dráhy prostřednictvím TLR4 (31-34). Mechanismus působení GL proti zánětu plic a srdce může být částečně nepřímý, a to změnou poměru myeloidních odvozených supresorových buněk (MDSC) k CD11b+Gr1 myeloidním buňkám (29). Celkově může působení GL na inhibici aktivity TLR4 vyvolat protizánětlivou aktivitu po méně aktivním ACE2 (35). Kromě toho GA vede k potlačení klasické, ale nikoli alternativní komplementové dráhy (36). Konečně byl popsán vliv na sekreci interferonů: extrakt z glycyrhizy vede ke zvýšené sekreci interferonu 1ß v buňkách horních a dolních cest dýchacích (20) podobně jako účinek GL a GA u myší, což bylo zjištěno ve vzorcích séra (37); dále GL snižuje úmrtnost myší infikovaných smrtelnou dávkou chřipkového viru cestou závislou na interferonu ɤ a T-buňkách (38). Tyto protizánětlivé mechanismy mohou mít význam i v CNS (39, 40), a mohou tedy chránit před neurologickými a psychiatrickými důsledky infekce virem COVID-19.

Z praktičtějšího hlediska může být také důležité, že koronavirus SARS Co-V, který má podobnost s virem COVID-19, vedl často k arteriální hypotenzi (25), která není u zánětlivých procesů neobvyklá. Tento potenciálně kritický příznak lze rovněž překonat pomocí glycyrrhizinu, který vede ke zvýšení krevního tlaku (13). Schematický přehled je uveden na obrázku 1.

OBRÁZEK 1

Obrázek 1. Schematický model účinku glycyrrhizinu: Přístup COVID-19 do buněk je zprostředkován prostřednictvím ACE2 s TMPRSS2 jako kofaktorem. Exprese ACE2 je regulována mineralokortikoidními receptory (MR): Aktivace MR vede ke snížení exprese ACE2; GA inhibuje 11βHSD2, což umožňuje kortizolu aktivovat MR s následnou down-regulací ACE2 (šipka 1). TMPRSS2 senzibilizuje ACE2 pro aktualizaci viru do buňky. GA vede ke snížené expresi TMPRSS2, a může tak poskytovat další mechanismus k omezení přístupu viru do buňky (šipka 2). ACE2 má protizánětlivý mechanismus prostřednictvím tvorby angiotenzinu 1-7 a angiotenzinu 1-9. Prostřednictvím aktivace receptorů MAS nebo angiotenzinu 2 jsou zánětlivé dráhy potlačeny. To zahrnuje také sníženou expresi a/nebo aktivaci membránového receptoru TLR4 (vlevo), tj. sníženou expresi ACE2 lze považovat za problematickou (35). GA však přímo inhibuje TLR4 nezávisle na aktivaci ACE2 (šipka 3). (ϕ a přerušované čáry symbolizují inhibici; červené souvislé čáry symbolizují aktivaci).

Diskuse

Mnoho otázek zůstává otevřených. Jakou roli hraje rozpustný vs. membránově vázaný ACE2? Může existovat role rozpustného ACE2 pro ochranu obsazení membrány? To bylo nedávno navrženo na základě zjištění v experimentech s buněčnými kulturami (41). To však může být poněkud v rozporu s pozorováním, že osoby se srdečním selháním, které by měly být považovány za vysoce rizikové, vykazují vysoké hladiny rozpustného ACE2 (42). Jaký je rozdíl v různých orgánech s expresí 11bHSD2 nebo bez ní? Jakou roli hraje současné kontraregulační snížení plazmatického aldosteronu při podávání inhibitoru 11betaHSD2? Tyto otázky mohou být zodpovězeny v příslušných klinických studiích. K objasnění některých z těchto otázek může přispět stanovení konečného produktu enzymu ACE2, tj. angiotenzinu 1-7, jakož i možných klinických důsledků na krevní tlak.

Důležité je, že glycyrrhizin je celkově dobře snášen. Má prohlášení FDA GRAS (obecně považovaný za bezpečný) (13). Zejména dávka do 100 mg/den užívaná chronicky je bezpečná a nevede ke změnám, které byly pozorovány při chronickém užívání vyšších dávek. Je však třeba sledovat očekávané nežádoucí účinky vysokých dávek, včetně hypertenze a hypokalémie. V souvislosti se SARS byla doporučena dávka až 300 mg pro perorální podání a přibližně 240 mg pro intravenózní podání (19). Chen a kol. však uvádějí, že tato dávka pro i.v. podání může být s ohledem na EC50 účinku na replikaci viru příliš nízká. Je třeba konstatovat, že tento přímý účinek je pouze jedním ze tří relevantních mechanismů, jak se zaměřit na proces onemocnění související s COVID-19. Na webových stránkách WHO pro registraci klinických studií jsou registrovány dvě otevřené klinické studie, randomizovaná otevřená studie (ChiCTR2000029768) a série případů (ChiCTR2000030490). U studie se používá dávka 300 mg glycyrrhizinu perorálně/den, dávka u druhého šetření nebyla uvedena. Pro volbu způsobu podání je důležité vzít v úvahu, že pro účinek vyvolaný GA je rozhodující perorální podání GL, protože GL není systémově metabolizován na GA. Pro lokální účinek GL však může být nutné intravenózní nebo inhalační podání, které by mělo být kombinováno s perorálním podáním. Pro použití jako potenciální primární prevence lze pro další studie zvážit pragmatickou volbu dávky 150 mg/den perorálně, protože tato dávka ovlivňuje aktivitu MR.

Závěr

Glycyrrhizin je široce dostupná a celkově bezpečná látka. Může být schopen snížit expresi ACE2 v plicích a navzdory tomu snížit zánět plic. Mělo by stát za úvahu studovat tuto sloučeninu pro typ primární prevence, která nemusí nutně snižovat riziko nákazy, ale potenciálně závažnost onemocnění a při snižování již existující symptomatologie. To by mohlo pomoci snížit počet kriticky nemocných pacientů, kteří v současné době zahlcují systém zdravotní péče.

Příspěvky autorů

HM vypracoval rukopis a jeho konečnou verzi.

Konflikt zájmů

HM je držitelem patentu na použití glycyrrhizinu u terapii refrakterní deprese.

Autor prohlašuje, že výzkum byl prováděn bez jakýchkoli komerčních nebo finančních vztahů, které by mohly být chápány jako potenciální střet zájmů.

Poděkování

HM by rád poděkoval Lauře Zumpano za její recenzi a užitečné připomínky k rukopisu.

1. Sanders JM, Monogue ML, Jodlowski TZ, Cutrell JB. Farmakologická léčba koronavirového onemocnění 2019 (COVID-19): přehled. JAMA. (2020). doi: 10.1001/jama.2020.6019. .