En Johns Hopkins Children's Center-ledd studie på möss och laboratorieodlade celler visar att sulforafan kan hjälpa till att förebygga och behandla sjukdomar orsakade av vissa koronavirus, inklusive COVID-19.
Forskare vid Johns Hopkins Children's Center rapporterar bevis från laboratorieexperiment att en kemikalie som härrör från en förening som finns rikligt i broccoli och andra korsblommiga växter kan erbjuda ett potentiellt nytt och kraftfullt vapen mot virusen som orsakar covid-19 och förkylning. Covid-19 har redan dödat mer än 6 miljoner människor världen över, och studier har visat att vanliga förkylningar kostar en uppskattad ekonomisk förlust på 25 miljarder dollar bara i USA varje år.
I en studie som beskrivs den 18 mars 2022 i Nature tidskriften Communications Biology , visade forskarna att sulforafan, en växtbaserad kemikalie, känd som en fytokemikalie, som redan har visat sig ha anti-cancereffekter, kan hämma replikeringen av SARS-CoV-2, coronaviruset som orsakar COVID-19, och ett annat mänskligt coronavirus i celler och möss.
Även om resultaten är lovande, varnar forskarna allmänheten från att skynda sig att köpa sulforafantillskott tillgängliga online och i butiker, och noterar att studier av sulforafan hos människor är nödvändiga innan kemikalien har visat sig effektiv, och betonar bristen på reglering som täcker sådana kosttillskott.
Sulforaphanes naturliga föregångare är särskilt rikligt förekommande i broccoli, kål, grönkål och brysselkål. Först identifierades som en "kemopreventiv" förening av ett team av Johns Hopkins-forskare för decennier sedan, naturligt sulforafan härrör från vanliga matkällor, såsom broccolifrö, groddar och mogna växter, såväl som infusioner av groddar eller frön för att dricka. Tidigare studier, inklusive de vid Johns Hopkins Medicine, har visat att sulforafan har cancer- och infektionsförebyggande egenskaper genom att det stör vissa cellulära processer.
"När covid-19-pandemin startade ändrade våra tvärvetenskapliga forskarteam våra undersökningar av andra virus och bakterier för att fokusera på en potentiell behandling av det som då var ett utmanande nytt virus för oss", säger mikrobiologen Lori Jones-Brando, Ph. D., en biträdande professor i pediatrik vid Johns Hopkins University School of Medicine och senior författare av tidningen. "Jag screenade flera föreningar för anti-coronavirusaktivitet och bestämde mig för att prova sulforafan eftersom det har visat blygsam aktivitet mot andra mikrobiella medel som vi studerar." Forskarna använde renat, syntetiskt sulforafan köpt från kommersiella kemikalieleverantörer i sina experiment.
I ett experiment exponerade forskargruppen först celler för sulforafan i en till två timmar innan de infekterade cellerna med SARS-CoV-2 och det vanliga förkylningsviruset, HCoV-OC43. De fann att låga mikromolära (µM) koncentrationer av sulforafan (2,4–31 µM) minskade replikationen med 50 % av sex stammar av SARS-CoV-2, inklusive delta- och omicron-varianterna, såväl som av HCoV-OC43-koronaviruset . Utredarna observerade också liknande resultat med celler som tidigare hade infekterats med virus, där de skyddande effekterna av sulforafan sågs även med en redan etablerad virusinfektion.
Gruppen undersökte också effekterna av sulforafan i kombination med remdesivir, ett antiviralt läkemedel som används för att förkorta tillfrisknandet av sjukhusvårdade vuxna med covid-19-infektioner. I sina fynd hämmade remdesivir 50 % av replikationen av HCoV-OC43 och SARS-CoV-2 vid 22 µM respektive 4 µM. Vidare rapporterar forskargruppen att sulforafan och remdesivir interagerade synergistiskt i flera kombinationsförhållanden för att minska virusbördan med 50 % i celler infekterade med HCoV-OC43 eller SARS-CoV-2. I detta sammanhang innebär synergism att lägre doser av både sulforafan (till exempel 1,6–3,2 µM) och remdesivir (till exempel 0,5–3,2 µM), när de kombineras, är mer effektiva mot virusen än var och en för sig.
"Historiskt har vi lärt oss att kombinationen av flera föreningar i en behandlingsregim är en idealisk strategi för att behandla virusinfektioner", säger Alvaro Ordonez, M.D., den första författaren till artikeln och biträdande professor i pediatrik vid Johns Hopkins University School av medicin. "Det faktum att sulforafan och remdesivir fungerar bättre tillsammans än var för sig är mycket uppmuntrande."
Forskarna genomförde sedan studier i en musmodell av SARS-CoV-2-infektion. De fann att att ge 30 milligram sulforafan per kilo kroppsvikt till möss innan de infekterades med viruset avsevärt minskade kroppsviktsförlusten som vanligtvis är förknippad med virusinfektion (7,5 % minskning). Vidare resulterade förbehandlingen i en statistiskt signifikant minskning av både virusmängden, eller mängden virus, i lungorna (17 % minskning) och övre luftvägarna (9 % minskning) samt mängden lungskador (29 % minskning) ) jämfört med infekterade möss som inte fick sulforafan. Substansen minskade också inflammation i lungorna och skyddade cellerna från ett hyperaktivt immunsvar som verkar vara en av de drivande faktorerna som har fått många människor att dö av covid-19.
"Vad vi fann är att sulforafan är antiviralt mot HCoV-OC43 och SARS-CoV-2 coronavirus samtidigt som det hjälper till att kontrollera immunsvaret", säger Ordonez. "Denna multifunktionella aktivitet gör den till en intressant förening att använda mot dessa virusinfektioner, såväl som de som orsakas av andra mänskliga coronavirus."
Teamet planerar att genomföra studier på människor för att utvärdera om sulforafan kan vara effektivt för att förebygga eller behandla dessa infektioner.
"Trots introduktionen av vacciner och andra mediciner som kan ha biverkningar, är effektiva antivirala medel fortfarande nödvändiga för att förebygga och behandla covid-19, särskilt med tanke på de potentiella effekterna av nya coronavirusvarianter som uppstår i befolkningen," säger Jones-Brando. "Sulforaphane kan vara en lovande behandling som är billigare, säker och lättillgänglig kommersiellt."
Referens:"Sulforaphane uppvisar antiviral aktivitet mot pandemisk SARS-CoV-2 och säsongsbetonade HCoV-OC43-koronavirus in vitro och i möss" av Alvaro A. Ordonez, C. Korin Bullen, Andres F. Villabona-Rueda, Elizabeth A. Thompson, Mitchell L. Turner, Vanessa F. Merino, Yu Yan, John Kim, Stephanie L. Davis, Oliver Komm, Jonathan D. Powell, Franco R. D'Alessio, Robert H. Yolken, Sanjay K. Jain och Lorraine Jones-Brando, 18 mars 2022, Kommunikationsbiologi .
DOI:10.1038/s42003-022-03189-z
Tillsammans med Jones-Brando och Ordonez inkluderar andra Johns Hopkins Medicine författare av tidningen C. Korin Bullen, Andres F. Villabona-Rueda, Elizabeth A. Thompson, Mitchell L. Turner, Vanessa F. Merino, Yu Yan, John Kim, Stephanie L. Davis, Oliver Komm, Jonathan D. Powell, Franco R. D'Alessio, Robert H. Yolken och Sanjay K. Jain.
Studien finansierades av National Institutes of Health, Mercatus Center, Center for Infection and Inflammation Imaging Research vid Johns Hopkins University School of Medicine och Stanley Medical Research Institute.
Jones-Brando, Ordonez, Yolken och Jain är meduppfinnare på en patentansökan (USPA 22 719 #63/142 598), "Metodes for inhibiting coronaviruses using sulforaphane" inlämnad av Johns Hopkins University. Alla andra författare har inga konkurrerande intressen
