BromAc – nowa nadzieja w leczeniu ciężkich przypadków COVID-19

Co nowego w badaniach nad BromAc®?

Naukowcy z międzynarodowego zespołu badawczego przedstawili obiecujące wyniki dotyczące zastosowania preparatu BromAc^® w leczeniu COVID-19, ze szczególnym uwzględnieniem wariantu Omikron. Badanie to nabiera znaczenia w kontekście ciągłych poszukiwań skutecznych metod terapeutycznych przeciwko SARS-CoV-2, zwłaszcza w przypadku ciężkich postaci choroby.

BromAc^® to innowacyjne połączenie bromelainy (enzymu ekstrahowanego z ananasa, zdolnego do hydrolizy wiązań glikozydowych w węglowodanach) oraz N-acetylocysteiny (NAC, silnego antyoksydantu redukującego mostki dwusiarczkowe w białkach). Kombinacja ta wykazuje synergistyczne działanie mukolityczne i jest już stosowana w leczeniu rzadkiego guza śluzowego – pseudomyxoma peritonei.

Mechanizm działania BromAc^® przeciwko SARS-CoV-2 opiera się na zdolności do rozkładania glikoproteiny S (białka kolca), które jest kluczowe dla wiązania wirusa z receptorem ACE2 na komórkach gospodarza. „Połączenie obu związków (BromAc^®) wykazuje synergistyczny efekt mukolityczny oraz wykazało również silne działanie mukolityczne i przeciwzapalne w aspiratach tchawiczych od krytycznie chorych pacjentów z COVID-19″ – piszą autorzy badania.

Wirus SARS-CoV-2 wnika do komórek ssaków poprzez wiązanie domeny wiążącej receptor (RBD) obecnej w białku S (Spike), silnie glikozylowanym białku zakotwiczonym w otoczce wirusa, z enzymem konwertującym angiotensynę 2 (ACE2) na komórkach gospodarza. Po związaniu dochodzi do proteolitycznego rozszczepienia indukowanego przez przezbłonową proteazę serynową 2 (TMPRSS2) lub endosomalne proteazy cysteinowe katepsyny B i L (CTSB/CTSL) w miejscu S2′ białka S, co wywołuje jego zmianę konformacyjną, umożliwiając fuzję wirusa z błoną komórki gospodarza.

Przebieg COVID-19 jest heterogenny. Większość osób rozwija łagodną lub bezobjawową chorobę, jednak znaczna grupa rozwija cięższe objawy, od zapalenia płuc po zespół ostrej niewydolności oddechowej (ARDS) do niewydolności wielonarządowej. Dzieje się tak z powodu złożonej interakcji między wieloma mechanizmami patofizjologicznymi, w tym ostrą odpowiedzią zapalną i produkcją śluzu.

W badaniach in vitro naukowcy wykazali, że BromAc^® w stężeniach do 250 µg/ml nie wykazuje toksyczności wobec komórek Vero-ACE2/TMPRSS2 przez okres do 72 godzin. Co istotne, preparat w stężeniu 250 µg/ml znacząco zmniejszał liczbę zakaźnych cząstek wariantu Omikron po 60 minutach inkubacji – ponad 10-krotnie w porównaniu do kontroli PBS (z 5,1 × 10⁴ TCID₅₀/mL do 3 × 10³ TCID₅₀/mL). Chociaż sam NAC (2%) również wykazywał pewne działanie, to efekt BromAc^® był znacznie silniejszy.

Szczególnie interesujące wyniki przyniosło badanie dawka-odpowiedź, które wykazało, że BromAc^® w stężeniu 250 µg/ml prowadzi do znaczącego (p < 0,0002) spadku namnażania wirusa o ponad 1 log po 48 godzinach od zakażenia. Efekt ten był istotnie wyższy niż w przypadku samego NAC 2%, który nie wykazywał działania w porównaniu z kontrolą PBS.

Czy te wyniki laboratoryjne przekładają się na potencjalne zastosowanie kliniczne? Aby odpowiedzieć na to pytanie, naukowcy przeprowadzili badania ex vivo na próbkach aspiratów tchawiczych pobranych od krytycznie chorych pacjentów z COVID-19 podczas fali Omikron. Po 48 godzinach leczenia BromAc^® w stężeniu 250 µg/ml zaobserwowano 200% redukcję liczby kopii genomu wirusa w porównaniu do próbek traktowanych samym NAC 2%.

Analiza western blot wykazała, że BromAc^® skutecznie rozkłada fragment S1 białka kolca (około 55 kDa) obecny w próbkach aspiratów tchawiczych już po 30-50 minutach leczenia. Fragment S1 był rozcinany 100-krotnie intensywniej (p < 0,05) w próbkach traktowanych BromAc^® 125 i 250 µg/ml w porównaniu do kontroli. Jednocześnie liczba produktów rozszczepienia S i domeny wiążącej receptor (RBD) (pasmo około 25 kDa) wzrosła znacząco (ponad 10-krotnie, p < 0,05).

Immunofenotypowanie z użyciem cytometrii przepływowej potwierdziło te obserwacje, wykazując znaczącą redukcję ekspresji białka kolca po leczeniu wyższym stężeniem BromAc^® (250 µg/ml). Co ciekawe, redukcja ta dotyczyła głównie subpopulacji komórek o niskiej ziarnistości, reprezentowanych głównie przez komórki nabłonkowe.

Analiza cytometryczna wykazała obecność dwóch subpopulacji komórek o niskiej i wysokiej ziarnistości z próbek aspiratów tchawiczych: komórki o wysokiej ziarnistości reprezentujące neutrofile, podczas gdy komórki o niskiej ziarnistości reprezentują komórki nabłonkowe i/lub monocyty. Profil niskiej ziarnistości prezentowany przez te komórki w cytometrii przepływowej może wynikać z utraty architektury komórkowej i rozmiaru po poważnej dezorganizacji filamentów aktynowych cytoszkieletu na skutek efektu cytopatycznego wywołanego zakażeniem SARS-CoV-2.

Jakie mechanizmy mogą odpowiadać za przeciwwirusowe działanie BromAc^®? Autorzy sugerują kilka możliwości: „BromAc^® może potencjalnie być skuteczny na kilku etapach cyklu replikacji wirusa. Uważamy jednak, że działanie związku prawdopodobnie polega na zakłócaniu wnikania wirusa po modyfikacji białka S i białka otoczki (E)”. Wcześniejsze badania z wykorzystaniem dokowania molekularnego i symulacji dynamiki molekularnej wykazały, że bromelaina może wpływać na interakcję RBD i ACE2, zapobiegając wnikaniu wirusa.

Można również postawić hipotezę, że aktywność BromAc^® przeciwko białku kolca może być zintensyfikowana podczas intensywnej wewnątrzkomórkowej produkcji białka kolca na etapie morfogenezy cyklu replikacji wirusa. Może to prowadzić do powstawania wadliwego potomstwa, co mogłoby utrudniać rozprzestrzenianie się wirusa w organizmie gospodarza. Potrzebne byłyby dalsze badania, aby udowodnić tę hipotezę dotyczącą aktywności BromAc^® podczas morfogenezy wirusowej.

Sama bromelaina ma działanie proteolityczne i jest stosowana jako środek przeciwzapalny, kardioprotekcyjny i ma właściwości fibrynolityczne, które mogą być przydatne w leczeniu pacjentów z COVID-19. Ze względu na porównywalność SARS-CoV-2 z innymi koronawirusami, bromelaina może być stosowana jako szerokospektralny środek przeciwwirusowy przeciwko tym wirusom.

NAC sam w sobie jest znany z tego, że działa na reaktywne formy tlenu (ROS) i równoważy status redoks, modulując odpowiedź immunologiczną i zapalną. Spekuluje się o jego zastosowaniu w SARS-CoV-2 ze względu na hamowanie NF-ƙB, który jest wykorzystywany przez wirusy RNA do wspierania ich replikacji w komórkach gospodarza, lub opisywany jako wiążący się z główną proteazą (M^pro), hamując replikację wirusa.

Co istotne dla praktyki klinicznej, działanie BromAc^® na śluz jest znaczące i wynika głównie z synchronicznego rozrywania glikoprotein i mostków dwusiarczkowych w strukturze mucyny. Pacjenci z ciężkim przebiegiem COVID-19 często cierpią z powodu nadmiaru śluzu w drogach oddechowych, co wpływa na utlenowanie i podatność respiratora, a także sprzyja wtórnym zakażeniom bakteryjnym lub grzybiczym komplikującym wyniki hospitalizacji.

Blokada zarówno białka kolca, jak i późniejszego wejścia przez ACE2 jest obiecującą strategią zapobiegania infekcji wirusowej. W tym przypadku rozerwanie lub uszkodzenie struktury konformacyjnej białka kolca może wpłynąć na to wiązanie. Leki takie jak rilapladib działają wykorzystując ten mechanizm działania, zapobiegając wnikaniu wirusa do komórek gospodarza. Również tworzenie syncytiów jest ważnym efektem cytopatycznym, który zwiększa rozprzestrzenianie się wirusa w komórkach gospodarza. Blokowanie mechanizmu spike-ACE2 zakłóca tworzenie syncytiów, podobnie jak obserwowano w przypadku związków takich jak anidulafungina i lopinawir.

Badanie to, choć interesujące, ma pewne ograniczenia. Dostępna była niewielka liczba próbek aspiratów tchawiczych od pacjentów z COVID-19. Ciągle zmieniający się charakter zakażenia COVID-19 może wpływać na translację na inne podtypy wirusa i szerszą stosowalność. Od strony laboratoryjnej, eksperymenty in vivo z BromAc^® w celu obserwacji interakcji kolca w całym organizmie wzmocniłyby wygenerowane dane. Przyszłe eksperymenty mogą odpowiedzieć na dodatkowe pytania, w tym wpływ wczesnego etapu, jako kinetyka wstępnego traktowania wirusa związkami, a następnie analizy wnikania wirusa i testów adsorpcji.

Czy BromAc^® może stać się nowym standardem w leczeniu ciężkich przypadków COVID-19? Planowane badanie kliniczne fazy 1b/2a ma ocenić mukolityczne działanie nebulizowanego BromAc^® w drogach oddechowych oraz jego wpływ na patogeny układu oddechowego i zmiany immunologiczne u ostro chorych pacjentów.

W podsumowaniu, badanie to dostarcza przekonujących dowodów na potencjał BromAc^® jako terapii wielokierunkowej, z mechanizmem działania obejmującym efekt mukolityczny, przeciwzapalny oraz bezpośrednie działanie na białko kolca SARS-CoV-2. „Wyniki te, oprócz znanego mechanizmu działania BromAc^®, potwierdzają jego potencjał jako podejścia terapeutycznego, które może uzupełniać standardowe leczenie pacjentów z ciężkim przebiegiem COVID-19″ – konkludują autorzy badania.

Jak te wyniki mogą wpłynąć na praktykę kliniczną? Jakie wyzwania mogą pojawić się przy wdrażaniu tej terapii u pacjentów z ciężkim przebiegiem COVID-19? Te pytania pozostają otwarte, ale przedstawione badanie stanowi obiecujący krok w kierunku rozszerzenia arsenału terapeutycznego w walce z ciężkimi postaciami COVID-19, szczególnie u pacjentów wymagających wentylacji mechanicznej.

Jak mechanizm BromAc® wpływa na SARS-CoV-2?

Naukowcy z międzynarodowego zespołu badawczego przedstawili obiecujące wyniki dotyczące zastosowania preparatu BromAc^® w leczeniu COVID-19, ze szczególnym uwzględnieniem wariantu Omikron. Badanie to nabiera znaczenia w kontekście ciągłych poszukiwań skutecznych metod terapeutycznych przeciwko SARS-CoV-2, zwłaszcza w przypadku ciężkich postaci choroby.

BromAc^® to innowacyjne połączenie bromelainy (enzymu ekstrahowanego z ananasa, zdolnego do hydrolizy wiązań glikozydowych w węglowodanach) oraz N-acetylocysteiny (NAC, silnego antyoksydantu redukującego mostki dwusiarczkowe w białkach). Kombinacja ta wykazuje synergistyczne działanie mukolityczne i jest już stosowana w leczeniu rzadkiego guza śluzowego – pseudomyxoma peritonei.

Mechanizm działania BromAc^® przeciwko SARS-CoV-2 opiera się na zdolności do rozkładania glikoproteiny S (białka kolca), które jest kluczowe dla wiązania wirusa z receptorem ACE2 na komórkach gospodarza. „Połączenie obu związków (BromAc^®) wykazuje synergistyczny efekt mukolityczny oraz wykazało również silne działanie mukolityczne i przeciwzapalne w aspiratach tchawiczych od krytycznie chorych pacjentów z COVID-19″ – piszą autorzy badania.

Wirus SARS-CoV-2 wnika do komórek ssaków poprzez wiązanie domeny wiążącej receptor (RBD) obecnej w białku S (Spike), silnie glikozylowanym białku zakotwiczonym w otoczce wirusa, z enzymem konwertującym angiotensynę 2 (ACE2) na komórkach gospodarza. Po związaniu dochodzi do proteolitycznego rozszczepienia indukowanego przez przezbłonową proteazę serynową 2 (TMPRSS2) lub endosomalne proteazy cysteinowe katepsyny B i L (CTSB/CTSL) w miejscu S2′ białka S, co wywołuje jego zmianę konformacyjną, umożliwiając fuzję wirusa z błoną komórki gospodarza.

Przebieg COVID-19 jest heterogenny. Większość osób rozwija łagodną lub bezobjawową chorobę, jednak znaczna grupa rozwija cięższe objawy, od zapalenia płuc po zespół ostrej niewydolności oddechowej (ARDS) do niewydolności wielonarządowej. Dzieje się tak z powodu złożonej interakcji między wieloma mechanizmami patofizjologicznymi, w tym ostrą odpowiedzią zapalną i produkcją śluzu.

W badaniach in vitro naukowcy wykazali, że BromAc^® w stężeniach do 250 µg/ml nie wykazuje toksyczności wobec komórek Vero-ACE2/TMPRSS2 przez okres do 72 godzin. Co istotne, preparat w stężeniu 250 µg/ml znacząco zmniejszał liczbę zakaźnych cząstek wariantu Omikron po 60 minutach inkubacji – ponad 10-krotnie w porównaniu do kontroli PBS (z 5,1 × 10⁴ TCID₅₀/mL do 3 × 10³ TCID₅₀/mL). Chociaż sam NAC (2%) również wykazywał pewne działanie, to efekt BromAc^® był znacznie silniejszy.

Szczególnie interesujące wyniki przyniosło badanie dawka-odpowiedź, które wykazało, że BromAc^® w stężeniu 250 µg/ml prowadzi do znaczącego (p < 0,0002) spadku namnażania wirusa o ponad 1 log po 48 godzinach od zakażenia. Efekt ten był istotnie wyższy niż w przypadku samego NAC 2%, który nie wykazywał działania w porównaniu z kontrolą PBS.

Czy te wyniki laboratoryjne przekładają się na potencjalne zastosowanie kliniczne? Aby odpowiedzieć na to pytanie, naukowcy przeprowadzili badania ex vivo na próbkach aspiratów tchawiczych pobranych od krytycznie chorych pacjentów z COVID-19 podczas fali Omikron. Po 48 godzinach leczenia BromAc^® w stężeniu 250 µg/ml zaobserwowano 200% redukcję liczby kopii genomu wirusa w porównaniu do próbek traktowanych samym NAC 2%.

Analiza western blot wykazała, że BromAc^® skutecznie rozkłada fragment S1 białka kolca (około 55 kDa) obecny w próbkach aspiratów tchawiczych już po 30-50 minutach leczenia. Fragment S1 był rozcinany 100-krotnie intensywniej (p < 0,05) w próbkach traktowanych BromAc^® 125 i 250 µg/ml w porównaniu do kontroli. Jednocześnie liczba produktów rozszczepienia S i domeny wiążącej receptor (RBD) (pasmo około 25 kDa) wzrosła znacząco (ponad 10-krotnie, p < 0,05).

Immunofenotypowanie z użyciem cytometrii przepływowej potwierdziło te obserwacje, wykazując znaczącą redukcję ekspresji białka kolca po leczeniu wyższym stężeniem BromAc^® (250 µg/ml). Co ciekawe, redukcja ta dotyczyła głównie subpopulacji komórek o niskiej ziarnistości, reprezentowanych głównie przez komórki nabłonkowe.

Analiza cytometryczna wykazała obecność dwóch subpopulacji komórek o niskiej i wysokiej ziarnistości z próbek aspiratów tchawiczych: komórki o wysokiej ziarnistości reprezentujące neutrofile, podczas gdy komórki o niskiej ziarnistości reprezentują komórki nabłonkowe i/lub monocyty. Profil niskiej ziarnistości prezentowany przez te komórki w cytometrii przepływowej może wynikać z utraty architektury komórkowej i rozmiaru po poważnej dezorganizacji filamentów aktynowych cytoszkieletu na skutek efektu cytopatycznego wywołanego zakażeniem SARS-CoV-2.

Jakie mechanizmy mogą odpowiadać za przeciwwirusowe działanie BromAc^®? Autorzy sugerują kilka możliwości: „BromAc^® może potencjalnie być skuteczny na kilku etapach cyklu replikacji wirusa. Uważamy jednak, że działanie związku prawdopodobnie polega na zakłócaniu wnikania wirusa po modyfikacji białka S i białka otoczki (E)”. Wcześniejsze badania z wykorzystaniem dokowania molekularnego i symulacji dynamiki molekularnej wykazały, że bromelaina może wpływać na interakcję RBD i ACE2, zapobiegając wnikaniu wirusa.

Można również postawić hipotezę, że aktywność BromAc^® przeciwko białku kolca może być zintensyfikowana podczas intensywnej wewnątrzkomórkowej produkcji białka kolca na etapie morfogenezy cyklu replikacji wirusa. Może to prowadzić do powstawania wadliwego potomstwa, co mogłoby utrudniać rozprzestrzenianie się wirusa w organizmie gospodarza. Potrzebne byłyby dalsze badania, aby udowodnić tę hipotezę dotyczącą aktywności BromAc^® podczas morfogenezy wirusowej.

Sama bromelaina ma działanie proteolityczne i jest stosowana jako środek przeciwzapalny, kardioprotekcyjny i ma właściwości fibrynolityczne, które mogą być przydatne w leczeniu pacjentów z COVID-19. Ze względu na porównywalność SARS-CoV-2 z innymi koronawirusami, bromelaina może być stosowana jako szerokospektralny środek przeciwwirusowy przeciwko tym wirusom.

NAC sam w sobie jest znany z tego, że działa na reaktywne formy tlenu (ROS) i równoważy status redoks, modulując odpowiedź immunologiczną i zapalną. Spekuluje się o jego zastosowaniu w SARS-CoV-2 ze względu na hamowanie NF-ƙB, który jest wykorzystywany przez wirusy RNA do wspierania ich replikacji w komórkach gospodarza, lub opisywany jako wiążący się z główną proteazą (M^pro), hamując replikację wirusa.

Co istotne dla praktyki klinicznej, działanie BromAc^® na śluz jest znaczące i wynika głównie z synchronicznego rozrywania glikoprotein i mostków dwusiarczkowych w strukturze mucyny. Pacjenci z ciężkim przebiegiem COVID-19 często cierpią z powodu nadmiaru śluzu w drogach oddechowych, co wpływa na utlenowanie i podatność respiratora, a także sprzyja wtórnym zakażeniom bakteryjnym lub grzybiczym komplikującym wyniki hospitalizacji.

Blokada zarówno białka kolca, jak i późniejszego wejścia przez ACE2 jest obiecującą strategią zapobiegania infekcji wirusowej. W tym przypadku rozerwanie lub uszkodzenie struktury konformacyjnej białka kolca może wpłynąć na to wiązanie. Leki takie jak rilapladib działają wykorzystując ten mechanizm działania, zapobiegając wnikaniu wirusa do komórek gospodarza. Również tworzenie syncytiów jest ważnym efektem cytopatycznym, który zwiększa rozprzestrzenianie się wirusa w komórkach gospodarza. Blokowanie mechanizmu spike-ACE2 zakłóca tworzenie syncytiów, podobnie jak obserwowano w przypadku związków takich jak anidulafungina i lopinawir.

Badanie to, choć interesujące, ma pewne ograniczenia. Dostępna była niewielka liczba próbek aspiratów tchawiczych od pacjentów z COVID-19. Ciągle zmieniający się charakter zakażenia COVID-19 może wpływać na translację na inne podtypy wirusa i szerszą stosowalność. Od strony laboratoryjnej, eksperymenty in vivo z BromAc^® w celu obserwacji interakcji kolca w całym organizmie wzmocniłyby wygenerowane dane. Przyszłe eksperymenty mogą odpowiedzieć na dodatkowe pytania, w tym wpływ wczesnego etapu, jako kinetyka wstępnego traktowania wirusa związkami, a następnie analizy wnikania wirusa i testów adsorpcji.

Czy BromAc^® może stać się nowym standardem w leczeniu ciężkich przypadków COVID-19? Planowane badanie kliniczne fazy 1b/2a ma ocenić mukolityczne działanie nebulizowanego BromAc^® w drogach oddechowych oraz jego wpływ na patogeny układu oddechowego i zmiany immunologiczne u ostro chorych pacjentów.

W podsumowaniu, badanie to dostarcza przekonujących dowodów na potencjał BromAc^® jako terapii wielokierunkowej, z mechanizmem działania obejmującym efekt mukolityczny, przeciwzapalny oraz bezpośrednie działanie na białko kolca SARS-CoV-2. „Wyniki te, oprócz znanego mechanizmu działania BromAc^®, potwierdzają jego potencjał jako podejścia terapeutycznego, które może uzupełniać standardowe leczenie pacjentów z ciężkim przebiegiem COVID-19″ – konkludują autorzy badania.

Jak te wyniki mogą wpłynąć na praktykę kliniczną? Jakie wyzwania mogą pojawić się przy wdrażaniu tej terapii u pacjentów z ciężkim przebiegiem COVID-19? Te pytania pozostają otwarte, ale przedstawione badanie stanowi obiecujący krok w kierunku rozszerzenia arsenału terapeutycznego w walce z ciężkimi postaciami COVID-19, szczególnie u pacjentów wymagających wentylacji mechanicznej.

Jakie wyzwania kliniczne stoją przed BromAc®?

Naukowcy z międzynarodowego zespołu badawczego przedstawili obiecujące wyniki dotyczące zastosowania preparatu BromAc^® w leczeniu COVID-19, ze szczególnym uwzględnieniem wariantu Omikron. Badanie to nabiera znaczenia w kontekście ciągłych poszukiwań skutecznych metod terapeutycznych przeciwko SARS-CoV-2, zwłaszcza w przypadku ciężkich postaci choroby.

BromAc^® to innowacyjne połączenie bromelainy (enzymu ekstrahowanego z ananasa, zdolnego do hydrolizy wiązań glikozydowych w węglowodanach) oraz N-acetylocysteiny (NAC, silnego antyoksydantu redukującego mostki dwusiarczkowe w białkach). Kombinacja ta wykazuje synergistyczne działanie mukolityczne i jest już stosowana w leczeniu rzadkiego guza śluzowego – pseudomyxoma peritonei.

Mechanizm działania BromAc^® przeciwko SARS-CoV-2 opiera się na zdolności do rozkładania glikoproteiny S (białka kolca), które jest kluczowe dla wiązania wirusa z receptorem ACE2 na komórkach gospodarza. „Połączenie obu związków (BromAc^®) wykazuje synergistyczny efekt mukolityczny oraz wykazało również silne działanie mukolityczne i przeciwzapalne w aspiratach tchawiczych od krytycznie chorych pacjentów z COVID-19″ – piszą autorzy badania.

Wirus SARS-CoV-2 wnika do komórek ssaków poprzez wiązanie domeny wiążącej receptor (RBD) obecnej w białku S (Spike), silnie glikozylowanym białku zakotwiczonym w otoczce wirusa, z enzymem konwertującym angiotensynę 2 (ACE2) na komórkach gospodarza. Po związaniu dochodzi do proteolitycznego rozszczepienia indukowanego przez przezbłonową proteazę serynową 2 (TMPRSS2) lub endosomalne proteazy cysteinowe katepsyny B i L (CTSB/CTSL) w miejscu S2′ białka S, co wywołuje jego zmianę konformacyjną, umożliwiając fuzję wirusa z błoną komórki gospodarza.

Przebieg COVID-19 jest heterogenny. Większość osób rozwija łagodną lub bezobjawową chorobę, jednak znaczna grupa rozwija cięższe objawy, od zapalenia płuc po zespół ostrej niewydolności oddechowej (ARDS) do niewydolności wielonarządowej. Dzieje się tak z powodu złożonej interakcji między wieloma mechanizmami patofizjologicznymi, w tym ostrą odpowiedzią zapalną i produkcją śluzu.

W badaniach in vitro naukowcy wykazali, że BromAc^® w stężeniach do 250 µg/ml nie wykazuje toksyczności wobec komórek Vero-ACE2/TMPRSS2 przez okres do 72 godzin. Co istotne, preparat w stężeniu 250 µg/ml znacząco zmniejszał liczbę zakaźnych cząstek wariantu Omikron po 60 minutach inkubacji – ponad 10-krotnie w porównaniu do kontroli PBS (z 5,1 × 10⁴ TCID₅₀/mL do 3 × 10³ TCID₅₀/mL). Chociaż sam NAC (2%) również wykazywał pewne działanie, to efekt BromAc^® był znacznie silniejszy.

Szczególnie interesujące wyniki przyniosło badanie dawka-odpowiedź, które wykazało, że BromAc^® w stężeniu 250 µg/ml prowadzi do znaczącego (p < 0,0002) spadku namnażania wirusa o ponad 1 log po 48 godzinach od zakażenia. Efekt ten był istotnie wyższy niż w przypadku samego NAC 2%, który nie wykazywał działania w porównaniu z kontrolą PBS.

Czy te wyniki laboratoryjne przekładają się na potencjalne zastosowanie kliniczne? Aby odpowiedzieć na to pytanie, naukowcy przeprowadzili badania ex vivo na próbkach aspiratów tchawiczych pobranych od krytycznie chorych pacjentów z COVID-19 podczas fali Omikron. Po 48 godzinach leczenia BromAc^® w stężeniu 250 µg/ml zaobserwowano 200% redukcję liczby kopii genomu wirusa w porównaniu do próbek traktowanych samym NAC 2%.

Analiza western blot wykazała, że BromAc^® skutecznie rozkłada fragment S1 białka kolca (około 55 kDa) obecny w próbkach aspiratów tchawiczych już po 30-50 minutach leczenia. Fragment S1 był rozcinany 100-krotnie intensywniej (p < 0,05) w próbkach traktowanych BromAc^® 125 i 250 µg/ml w porównaniu do kontroli. Jednocześnie liczba produktów rozszczepienia S i domeny wiążącej receptor (RBD) (pasmo około 25 kDa) wzrosła znacząco (ponad 10-krotnie, p < 0,05).

Immunofenotypowanie z użyciem cytometrii przepływowej potwierdziło te obserwacje, wykazując znaczącą redukcję ekspresji białka kolca po leczeniu wyższym stężeniem BromAc^® (250 µg/ml). Co ciekawe, redukcja ta dotyczyła głównie subpopulacji komórek o niskiej ziarnistości, reprezentowanych głównie przez komórki nabłonkowe.

Analiza cytometryczna wykazała obecność dwóch subpopulacji komórek o niskiej i wysokiej ziarnistości z próbek aspiratów tchawiczych: komórki o wysokiej ziarnistości reprezentujące neutrofile, podczas gdy komórki o niskiej ziarnistości reprezentują komórki nabłonkowe i/lub monocyty. Profil niskiej ziarnistości prezentowany przez te komórki w cytometrii przepływowej może wynikać z utraty architektury komórkowej i rozmiaru po poważnej dezorganizacji filamentów aktynowych cytoszkieletu na skutek efektu cytopatycznego wywołanego zakażeniem SARS-CoV-2.

Jakie mechanizmy mogą odpowiadać za przeciwwirusowe działanie BromAc^®? Autorzy sugerują kilka możliwości: „BromAc^® może potencjalnie być skuteczny na kilku etapach cyklu replikacji wirusa. Uważamy jednak, że działanie związku prawdopodobnie polega na zakłócaniu wnikania wirusa po modyfikacji białka S i białka otoczki (E)”. Wcześniejsze badania z wykorzystaniem dokowania molekularnego i symulacji dynamiki molekularnej wykazały, że bromelaina może wpływać na interakcję RBD i ACE2, zapobiegając wnikaniu wirusa.

Można również postawić hipotezę, że aktywność BromAc^® przeciwko białku kolca może być zintensyfikowana podczas intensywnej wewnątrzkomórkowej produkcji białka kolca na etapie morfogenezy cyklu replikacji wirusa. Może to prowadzić do powstawania wadliwego potomstwa, co mogłoby utrudniać rozprzestrzenianie się wirusa w organizmie gospodarza. Potrzebne byłyby dalsze badania, aby udowodnić tę hipotezę dotyczącą aktywności BromAc^® podczas morfogenezy wirusowej.

Sama bromelaina ma działanie proteolityczne i jest stosowana jako środek przeciwzapalny, kardioprotekcyjny i ma właściwości fibrynolityczne, które mogą być przydatne w leczeniu pacjentów z COVID-19. Ze względu na porównywalność SARS-CoV-2 z innymi koronawirusami, bromelaina może być stosowana jako szerokospektralny środek przeciwwirusowy przeciwko tym wirusom.

NAC sam w sobie jest znany z tego, że działa na reaktywne formy tlenu (ROS) i równoważy status redoks, modulując odpowiedź immunologiczną i zapalną. Spekuluje się o jego zastosowaniu w SARS-CoV-2 ze względu na hamowanie NF-ƙB, który jest wykorzystywany przez wirusy RNA do wspierania ich replikacji w komórkach gospodarza, lub opisywany jako wiążący się z główną proteazą (M^pro), hamując replikację wirusa.

Co istotne dla praktyki klinicznej, działanie BromAc^® na śluz jest znaczące i wynika głównie z synchronicznego rozrywania glikoprotein i mostków dwusiarczkowych w strukturze mucyny. Pacjenci z ciężkim przebiegiem COVID-19 często cierpią z powodu nadmiaru śluzu w drogach oddechowych, co wpływa na utlenowanie i podatność respiratora, a także sprzyja wtórnym zakażeniom bakteryjnym lub grzybiczym komplikującym wyniki hospitalizacji.

Blokada zarówno białka kolca, jak i późniejszego wejścia przez ACE2 jest obiecującą strategią zapobiegania infekcji wirusowej. W tym przypadku rozerwanie lub uszkodzenie struktury konformacyjnej białka kolca może wpłynąć na to wiązanie. Leki takie jak rilapladib działają wykorzystując ten mechanizm działania, zapobiegając wnikaniu wirusa do komórek gospodarza. Również tworzenie syncytiów jest ważnym efektem cytopatycznym, który zwiększa rozprzestrzenianie się wirusa w komórkach gospodarza. Blokowanie mechanizmu spike-ACE2 zakłóca tworzenie syncytiów, podobnie jak obserwowano w przypadku związków takich jak anidulafungina i lopinawir.

Badanie to, choć interesujące, ma pewne ograniczenia. Dostępna była niewielka liczba próbek aspiratów tchawiczych od pacjentów z COVID-19. Ciągle zmieniający się charakter zakażenia COVID-19 może wpływać na translację na inne podtypy wirusa i szerszą stosowalność. Od strony laboratoryjnej, eksperymenty in vivo z BromAc^® w celu obserwacji interakcji kolca w całym organizmie wzmocniłyby wygenerowane dane. Przyszłe eksperymenty mogą odpowiedzieć na dodatkowe pytania, w tym wpływ wczesnego etapu, jako kinetyka wstępnego traktowania wirusa związkami, a następnie analizy wnikania wirusa i testów adsorpcji.

Czy BromAc^® może stać się nowym standardem w leczeniu ciężkich przypadków COVID-19? Planowane badanie kliniczne fazy 1b/2a ma ocenić mukolityczne działanie nebulizowanego BromAc^® w drogach oddechowych oraz jego wpływ na patogeny układu oddechowego i zmiany immunologiczne u ostro chorych pacjentów.

W podsumowaniu, badanie to dostarcza przekonujących dowodów na potencjał BromAc^® jako terapii wielokierunkowej, z mechanizmem działania obejmującym efekt mukolityczny, przeciwzapalny oraz bezpośrednie działanie na białko kolca SARS-CoV-2. „Wyniki te, oprócz znanego mechanizmu działania BromAc^®, potwierdzają jego potencjał jako podejścia terapeutycznego, które może uzupełniać standardowe leczenie pacjentów z ciężkim przebiegiem COVID-19″ – konkludują autorzy badania.

Jak te wyniki mogą wpłynąć na praktykę kliniczną? Jakie wyzwania mogą pojawić się przy wdrażaniu tej terapii u pacjentów z ciężkim przebiegiem COVID-19? Te pytania pozostają otwarte, ale przedstawione badanie stanowi obiecujący krok w kierunku rozszerzenia arsenału terapeutycznego w walce z ciężkimi postaciami COVID-19, szczególnie u pacjentów wymagających wentylacji mechanicznej.

Podsumowanie

Najnowsze badania naukowe wykazały wysoką skuteczność preparatu BromAc w leczeniu COVID-19, szczególnie wariantu Omikron. BromAc, będący połączeniem bromelainy i N-acetylocysteiny, działa poprzez rozkładanie glikoproteiny S wirusa SARS-CoV-2, co utrudnia jego wiązanie z receptorem ACE2 na komórkach gospodarza. W badaniach in vitro preparat w stężeniu 250 µg/ml znacząco redukował liczbę zakaźnych cząstek wirusa, nie wykazując przy tym toksyczności wobec komórek. Badania ex vivo na próbkach od pacjentów z COVID-19 potwierdziły skuteczność BromAc w redukcji liczby kopii genomu wirusa. Preparat wykazuje także silne działanie mukolityczne, co jest szczególnie istotne u pacjentów z ciężkim przebiegiem choroby. Planowane badania kliniczne fazy 1b/2a mają ocenić skuteczność nebulizowanego BromAc w warunkach klinicznych. Mimo obiecujących wyników, badacze wskazują na pewne ograniczenia, w tym małą liczbę próbek i potrzebę dalszych badań in vivo.