Cannabinoïden uit hennep voorkomen dat covid-19 coronavirus menselijke cellen binnendringt

Luister naar dit artikel

Hennepverbindingen die zijn geïdentificeerd door onderzoek van de Oregon State University via een chemische screeningstechniek die is uitgevonden bij OSU, tonen het vermogen om te voorkomen dat het virus dat ervoor zorgt dat COVID-19 menselijke cellen binnendringt.
De bevindingen van de studie onder leiding van Richard van Breemen, een onderzoeker bij het Global Hemp Innovation Center van Oregon State, College of Pharmacy en Linus Pauling Institute, werden op 10 januari 2022 gepubliceerd in de Journal of Natural Products.
Hennep, wetenschappelijk bekend als Cannabis sativa, is een bron van vezels, voedsel en diervoeder, en meerdere hennepextracten en verbindingen worden toegevoegd aan cosmetica, bodylotions, voedingssupplementen en voedsel, zei Van Breemen.
Van Breemen en medewerkers, waaronder wetenschappers van de Oregon Health & Science University, ontdekten dat een paar cannabinoïdezuren zich binden aan het SARS-CoV-2 spike-eiwit, waardoor een cruciale stap wordt geblokkeerd in het proces dat het virus gebruikt om mensen te infecteren.
De verbindingen zijn cannabigerolzuur, of CBGA, en cannabidiolzuur, CBDA, en het spike-eiwit is hetzelfde medicijndoelwit dat wordt gebruikt in COVID-19-vaccins en antilichaamtherapie. Een medicijndoelwit is elk molecuul dat cruciaal is voor het proces dat een ziekte volgt, wat betekent dat de verstoring ervan infectie of ziekteprogressie kan dwarsbomen.
“Deze cannabinoïdezuren zijn overvloedig aanwezig in hennep en in veel hennepextracten,” zei Van Breemen. “Het zijn geen gereguleerde stoffen zoals THC, het psychoactieve ingrediënt in marihuana, en hebben een goed veiligheidsprofiel bij mensen. En ons onderzoek toonde aan dat de hennepverbindingen even effectief waren tegen varianten van SARS-CoV-2, waaronder variant B.1.1.7 , die voor het eerst werd gedetecteerd in het Verenigd Koninkrijk, en variant B.1.351, voor het eerst gedetecteerd in Zuid-Afrika.”

Die twee varianten worden ook wel respectievelijk de alfa- en bètavariant genoemd.

Gekenmerkt door kroonachtige uitsteeksels op het buitenoppervlak, heeft SARS-CoV-2 RNA-strengen die coderen voor de vier belangrijkste structurele eiwitten – spike, envelop, membraan en nucleocapside – evenals 16 niet-structurele eiwitten en verschillende “accessoire” eiwitten, aldus Breemen.
“Elk deel van de infectie- en replicatiecyclus is een potentieel doelwit voor antivirale interventie, en de verbinding van het receptorbindende domein van het spike-eiwit met de menselijke celoppervlakreceptor ACE2 is een cruciale stap in die cyclus,” zei hij. “Dat betekent dat celinvoerremmers, zoals de zuren uit hennep, kunnen worden gebruikt om SARS-CoV-2-infectie te voorkomen en ook om infecties te verkorten door te voorkomen dat virusdeeltjes menselijke cellen infecteren. Ze binden aan de spike-eiwitten zodat die eiwitten niet kunnen binden aan het ACE2-enzym, dat overvloedig aanwezig is op het buitenmembraan van endotheelcellen in de longen en andere organen.”
Het gebruik van verbindingen die de interactie tussen virusreceptoren blokkeren, was nuttig voor patiënten met andere virale infecties, merkt hij op, waaronder HIV-1 en hepatitis.
Van Breemen, Ruth Muchiro van het College of Pharmacy en het Linus Pauling Institute en vijf wetenschappers van OHSU identificeerden de twee cannabinoïdezuren via een op massaspectrometrie gebaseerde screeningtechniek, uitgevonden in het laboratorium van Van Breemen. Het team van Van Breemen screende een reeks plantaardige producten die als voedingssupplementen werden gebruikt, waaronder rode klaver, wilde yam, hop en drie soorten drop.
Een eerder artikel in de Journal of the American Society for Mass Spectrometry beschreef het afstemmen van de nieuwe methode, affiniteitsselectie-massaspectrometrie, op het vinden van medicijnen die zich zouden richten op het SARS-CoV-2-spike-eiwit.
In het latere onderzoek toonden laboratoriumtests aan dat cannabigerolzuur en cannabidiolzuur infectie van menselijke epitheelcellen door het coronavirus-spike-eiwit voorkwamen en het binnendringen van SARS-CoV-2 in cellen voorkwamen.
“Deze verbindingen kunnen oraal worden ingenomen en hebben een lange geschiedenis van veilig gebruik bij mensen”, zei Van Breemen. “Ze hebben het potentieel om infectie door SARS-CoV-2 te voorkomen en te behandelen. CBDA en CBGA worden door de hennepplant geproduceerd als voorlopers van CBD en CBG, die bij veel consumenten bekend zijn. Ze verschillen echter van de zuren en zitten niet in hennepproducten.”
Van Breemen legt uit dat affiniteitsselectie massaspectrometrie, die hij afkort tot AS-MS, inhoudt dat een medicijndoelwit zoals het SARS-CoV-2 spike-eiwit wordt geïncubeerd met een mengsel van mogelijke liganden – dingen die eraan kunnen binden – zoals een botanisch extract , in dit geval hennepextract.
De ligand-receptorcomplexen worden vervolgens uit de niet-bindende moleculen gefilterd met behulp van een van verschillende methoden.
“We identificeerden verschillende cannabinoïde-liganden en rangschikten ze op affiniteit met het spike-eiwit,” zei Van Breemen. “De twee cannabinoïden met de hoogste affiniteiten voor het spike-eiwit waren CBDA en CGBA, en er werd bevestigd dat ze de infectie blokkeerden.
“Een van de belangrijkste zorgen bij de pandemie is de verspreiding van varianten, waarvan er veel zijn, en B.1.1.7 en B.1.351 behoren tot de meest voorkomende en zorgwekkende”, voegde hij eraan toe. “Deze varianten staan bekend om het ontwijken van antilichamen tegen SARS-CoV-2 uit een vroege afstamming, wat duidelijk zorgwekkend is, aangezien de huidige vaccinatiestrategieën afhankelijk zijn van het vroege afstammings-spike-eiwit als een antigeen. Onze gegevens laten zien dat CBDA en CBGA effectief zijn tegen de twee varianten we hebben gekeken en we hopen dat die trend zich ook zal uitbreiden naar andere bestaande en toekomstige varianten.”
Van Breemen zei dat er nog steeds resistente varianten kunnen ontstaan te midden van wijdverbreid gebruik van cannabinoïden, maar dat de combinatie van vaccinatie en CBDA/CBGA-behandeling zou moeten zorgen voor een veel uitdagendere omgeving voor SARS-CoV-2.
“Ons eerdere onderzoek rapporteerde over de ontdekking van een andere verbinding, een van zoethout, die zich ook aan het spike-eiwit bindt,” zei hij. “We hebben die verbinding, licochalcone A, echter nog niet getest op activiteit tegen het levende virus. Daar hebben we nieuwe financiering voor nodig.”
Bronnen:  “Cannabinoids Block Cellular Entry of SARS-CoV-2 and the Emerging Variants” by Richard B. van Breemen, Ruth N. Muchiri, Timothy A. Bates, Jules B. Weinstein, Hans C. Leier, Scotland Farley and Fikadu G. Tafesse, 10 January 2022, Journal of Natural Products.
DOI: 10.1021/acs.jnatprod.1c00946