Коронавирусна болест 2019

Брой № 1 (59) / февруари 2021, Предизвикателствата на КОВИД-19

Използвани съкращения

ГДП – Горни дихателни пътища

ДДП  – Долни дихателни пътища

ACE2 – Angiotensin-Converting Enzyme 2

ALI – Acute Lung Injury

ARB – Angiotensin II Receptor Blockers

ARDS – Acute Respiratory Distress Syndrome

CK2 – Casein Kinase 2

COVID-19  – Coronavirus Disease 2019

CPE  – Cytopathic Effect

CS – Сytokine Storm

HA  – Hyaluronan/Hyaluronic Acid

ICU – Intensive Care Unit

MERS – Middle East Respiratory Syndrome

PAI-1  – Plasminogen Activator Inhibitor-1

RAS – Renin-Angiotensin System

RAAS – Renin-Angiotensin-Аldosterone-System

ROS – Reactive Oxygen Species

SARS – Severe Acute Respiratory Syndrome

SARS – CoV-Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus

SARS – CoV-2-Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2

STAT  – Signal Transducer and Activator of Transcription

TEN – Toxic Epidermal Necrolysis

TMPRSS2 – Transmembrane Рrotease, Serine 2

 

 

Коронавирусите (CoVs) принадлежат към едно от двете подсемейства на Coronaviridae, а именно Coronavirinae. То от своя страна е подразделено на четири рода (α, β, γ и δ), които допълнително включват различни подгрупи. Няколко CoVs са човешки патогени, като α-CoVs (HCoV-229E и HCoV-NL63) и β-CoVs, като SARS-CoV, MERS-CoV, HCoV-OC43, HCoV-HKU1 и новия SARS-CoV-2. Докато β-CoVs HCoV-OC43 и HCoV-HKU1 причиняват обикновена настинка, SARS-CoV, MERS-CoV, както и най-новия SARS-CoV-2, проникват в ДДП, причинявайки сериозни усложнения. SARS-CoV-2 e с по-нисък процент на смъртност в сравнение със SARS-CoV-1, но е по контагиозен и това е определящ фактор за неговата патогенна опасност. През последните двадесет години β-коронавирусите са причинили три епидемии/пандемии, а именно SARS-CoV през 2002 г., MERS-CoV през 2013 г. и SARS-CoV-2 през 2019 г., които са свързани с тежки остри респираторни заболявания.

 

Коронавирусната болест 2019 (Coronavirus Disease 2019, COVID-19), причинена от силно заразния патоген SARS-CoV-2, е глобална пандемия, развиваща се в реално време, която може  да бъде една от най-лошите пандемии в историята. COVID-19 обхвана и парализира света от  град Ухан, провинция Хубей, Китай,  с „рожденна дата“ 8 декември 2019 г. От тогава в Ухан се съобщава за продължаващо огнище на нова коронавирусна болест (COVID-19, наричана преди това 2019-nCov). SARS CoV-2 е с вградени в обвивката полимери на S протеини, които ѝ придават вид на корона, от където идва името коронавирус1,2. SARS CoV-2  са сферични до плеоморфни частици, с дължина между 80 и 160 nm, обвити, едноверижни, положителен sense РНК вируси от зоонозен произход.

 

1.Клинична картина

 

1.1 Начало 

 

Инфекцията COVID-19 е трансмисивно заболяване с клъстерно начало. В повечето случаи индивидите, с положителен тест за SARS-Cov-2 (RT-PCR), са с асимптомна или предсимптомна инфекция. Обикновено симптоматиката на COVID-19 е висока температура (98%), кашлица (76%), диспнея (55%) и миалгия или умора (44%). Нерядко се появява загуба на мирис и вкус. По рядко се установява отделяне на храчки (28%), главоболие (8%), хемоптиза (5%) и диария (3%). Прогнозата на заболяването се влияе главно от участието на много органи. Белите дробове са основното място на нараняване от SARS-CoV-2 инфекция, която причинява COVID-19. Вирусът достига белите дробове след попадане в носа или устата.

 

Човек може да бъде заразен 48–72 часа преди появата на клинични симптоми и 44% от предаванията са безсимптомни. Вирусните натоварвания са високи при поява на симптомите, но намаляват в рамките на дни. За разлика от това, при SARS-CoV-1 най-високото вирусно отделяне настъпва 10 дни след появата на симптомите. SARS-CoV-2 също се свързва по-плътно от SARS-CoV-1 с ACE2 рецептора. SARS-CoV-1 главно инфектира ДДП, докато SARS-CoV-2 първоначално присъства в ГДП и по-късно се премества в ДДП. За SARS-CoV-2 най-високото вирусно натоварване в ГДП е настъпило през първите 5 дни (от началото на симптомите), а вирусното натоварване е по-високо и продължава по-дълго в ДДП на пациенти, които са тежко болни от COVID-19. За SARS-CoV-1  инфекция на ГДП се случва рядко и в резултат на това предаването на ТОРС-CoV-1 е рядко през първите 5 дни от от болестта. Тези разлики подчертават по-голямата инфекциозност на SARS-CoV-22.

 

1.2 Тежко протичащ COVID-19

 

Съществува силна връзка между вирусното натоварване на SARS-CoV-2 и тежестта и прогресията на болестта.  Тежката форма на болестта се характеризира с (инфекциозна) пневмония, a усложненията обикновено включват остър респираторен дистрес синдром (ARDS), остро сърдечно увреждане и вторични инфекции. ARDS е сериозно усложнение при тежки случаи на COVID-19, засягащо 20–41% от хоспитализираните пациенти. Други усложнения, като миокардит и сърдечна недостатъчност, бъбречна недостатъчност, увреждане на черния дроб, септичен шок, метаболитна ацидоза, дисфункция на коагулацията и мултиорганна недостатъчност са силно свързани със смъртността. Кръвоносните съдове и храносмилателния тракт също могат да бъдат място за увреждане. Сърдечно-съдовите съпътстващи заболявания са често срещани при пациенти с COVID-19 и тези пациенти са с по-висок риск от заболеваемост и смъртност. Не е известно дали наличието на сърдечно-съдови коморбидни състояния представлява независим риск или това се медиира от други фактори (например възраст). Миокардното увреждане е налице в> 25% от критичните случаи и се представя по 2 модела: остро миокардно увреждане и дисфункция и миокардно увреждане, което се развива с нарастване на тежестта на заболяването.

 

От лабораторния анализ левкопенията и лимфопения  са най-честите явления, които почти съответстват на резултатите при TEN (Toxic Epidermal Necrolysis). Някои възпалителни маркери в серума, като С-реактивен протеин и D-димер, също са постоянно повишени и при двете заболявания3.

 

Патофизиологията на COVID-19 се инициира от ген-ните продукти на SARS-CoV-2, протеините NSP1 и ORF6, които водят до катастрофална каскада. Производството на IFN-I е нарушено и тежките случаи водят до ARDS и коагулопатия.

 

Патологичните изследвания установяват, че COVID-19 причинява широко разпространена тромбоза с микроангиопатия в белодробните съдове.

 

При пациенти с COVID-19 в отделението за интензивно лечение (ICU) с пневмония честотата на тромботични усложнения е около 30%. Нивата на D-димера, индикатор за коагулопатия, корелират добре с тежестта на COVID-19. Съответно, коагулопатията и тромбозата са широко разпространени патологични характеристики на COVID-19. Хоспитализираните пациенти също често проявяват лимфопения. Специфични SARS-CoV протеини инхибират функциите на STAT1 и IFNs. При липса на STAT1, STAT3 се активира по компенсаторен начин. Повишеният инхибитор на активатора на плазминогена-1/PAI-1/Serpin E1 (Plasminogen Аctivator Inhibitor-1/E1-Serine protease inhibitor), е рисков фактор за тромбоза и атеросклероза. Той е положително регулиран от STAT3 чрез пет сигнални пътища, медиирани от  miR-34a, CRP, p53, TGFβ или хиалуронови фрагменти. От своя страна, PAI-1 също активира STAT3. При тежки случаи на COVID-19 съществува общ ескалиращ цикъл на активиране на STAT3 и PAI-1, който води до катастрофални последици4. Аутопсиите на пациенти с COVID-19 често показват дифузно алвеоларно увреждане (Diffuse Alveolar Damage – DAD) и повишено производство на хиалуронан (HA), което също води до по-високи нива на PAI-1. PAI-1 е силно експресиран в плазмата и белите дробове в случаите на COVID-19. Нивата на PAI-1 се повишават при хипертония, затлъстяване, диабет, сърдечно-съдови заболявания и старост, които са рискови фактори за COVID-19.  Това предполага да се стимулира активността на STAT1 и/или да се инхибират функциите на STAT3 за лечение на COVID-19, което да предотврати ескалиращия цикъл STAT3/PAI-1, централен за COVID-19. Понастоящем няма одобрен от FDA инхибитор PAI-1, но инхибитор на свързващия му партньор TLR4 Eritoran сега е в клинични проучвания за лечение на ARDS при COVID-19.

 

В заразени с SARS-CoV-2 клетки, STAT3, c-FOS и TCF-7  повишават плазмените нива на CRP, който  отразява броя на заразените с вируса клетки. Съществува положителна връзка между нивото на CRP и тежестта на COVID-19.

 

Феритинът е добре известен възпалителен маркер, който корелира с маркери на клетъчно увреждане, маркери за образуване на хидроксилни радикали (и оксидативен стрес) и тежестта на заболяването. При пациенти с COVID-19 и цитокинова буря нивото на увеличение е значително. Хиперферитинемията е независим предиктор за смърт при възрастни в отделенията за интензивно лечение.

 

1.3 Цитокинова буря

 

Патологията на болеста COVID-19 е пряко свързана с хипервъзпалителния отговор на организма, характеризиращ се с патологични нива на цитокини. Терминът „синдром на цитокиновата буря“ (cytokine storm syndrome) е може би един от критичните белези на тежестта на COVID-19. Цитокиновата буря (Cytokine Storm-CS), наричана още хиперцитокинемия, е физиологична реакция при хора и други животни, при която вродената имунна система причинява неконтролирано и прекомерно освобождаване на противовъзпалителни цитокини. Повишени плазмени нива се отбелязват на chemokine ligand 2 (CCL2), IFNγ, IFNγ-inducible protein 10/интерферон-индуцируем протеин 10, G-CSF, chemokine C-C motif ligand 3 (CCL3), IL-1β, IL-2, IL-6, IL-7, IL-8, IL-10, IL-17 и TNFα . Пациенти в отделения за интензивно лечение (ICU) с COVID-19 са имали по-високи плазмени нива на IL-2, IL-7, IL-10, интерферон-индуцируем протеин 10, G-CSF, CCL2, CCL3 и TNFα в сравнение с пациенти, които не са в ICU.

 

Обикновено цитокините са част от имунния отговор на организма към инфекция, но внезапното им отделяне в големи количества може да причини мултисистемна органна недостатъчност и смърт.

 

При някои пациенти с COVID-19 имунният отговор може да бъде изкривен и неспособен да неутрализира ефектите от вирусна инфекция. По-голямата част от пациентите, които са или безсимптомни, или в начален стадий на заболяването, са в състояние да изчистят инфекцията. Някои обаче с умерено заболяване, изискващи хоспитализация, преминават в клинично тежка фаза, свързана с цитокиновата буря, в рамките на 10 дни от появата на симптома.

 

Цитокиновите бури могат да бъдат причинени от редица инфекциозни и неинфекциозни етиологии, особено вирусни респираторни инфекции като грип H5N1, SARS-CoV-1 и SARS-CoV-2. Други причинители включват вирусът на Epstein-Barr, цитомегаловирус и стрептокок от група А, както и неинфекциозни състояния като реакция на гостоприемника срещу присадка.4,5

 

„Хиалоуронова буря“6 и „Брадикининова“7 буря – вж. по-долу. 

 

2. Структура на SARS-CoV 2

 

SARS-CoV 2 съдържа 4 структурни протеина. Вирусната обвивка се състои от липиден бислой, в който са закрепени М (мембрана), Е (обвивка/Еnvelope) и S (шип/Spike) структурни протеини. Съотношението E: S: M в липидния бислой е приблизително 1: 20: 300. S, M и E протеините заедно образуват обвивката на вируса. М протеинът е най-разпространен и отговаря за формата на обвивката. Е протеинът е най-малкият структурен протеин. Е и М протеините в комбинация с липидния бислой оформят вирусната обвивка и поддържат нейния размер. S протеините са необходими за взаимодействие с клетките гостоприемници. S и M протеините са също трансмембранните протеини, които участват в събирането на вируса по време на репликацията. N (Nucleocapsid) протеините остават свързани с РНК, образувайки нуклеокапсид вътре в обвивката. Въпреки че N протеинът участва в процеси, свързани с вирусния геном, той участва и в други аспекти на репликационния цикъл на CoV (сглобяване и пъпкуване) и клетъчната реакция на гостоприемника към вирусна инфекция1,8.

 

Шиповете са най-отличителната черта на коронавирусите и са отговорни за корона- или халоподобната повърхност. Средно коронавирусната частица има 74 повърхностни шипа. Всеки шип е дълъг около 20 nm и е съставен от тример на S протеина. S протеинът от своя страна е съставен от S1 и S2 субединица. Хомотримерният S протеин е клас I сливащ протеин, който медиира рецепторното свързване и сливането на мембраната между вируса и клетката гостоприемник. Субединицата S1 образува главата на шипа и има рецепторен свързващ домейн (RBD). Субединицата S2 образува стъблото, което закрепва шипа във вирусната обвивка и при активиране на протеази позволява сливане. Двете субединици остават нековалентно свързани, тъй като са изложени на вирусната повърхност, докато се прикрепят към клетъчната мембрана на гостоприемника. Във функционално активно състояние три S1 са прикрепени към две S2 субединици. Комплексът се разделя на отделни субединици, когато вирусът се свързва и се слива с клетката гостоприемник под действието на протеази на клетката гостоприемник (Furin и TMPRSS2).

 

S1 протеините са най-важните компоненти по отношение на инфекцията. Те са и най-променливите компоненти, тъй като са отговорни за специфичността на клетката гостоприемник. Те притежават два основни домейна, наречени N-краен домейн (S1-NTD) и C-краен домейн (S1-CTD), и двата от които служат като свързващи рецептора домейни. NTD разпознават и свързват въглехидратите на повърхността на клетката гостоприемник (фиг. 1).

 

 

Фиг. 1 Структура на S протеина

 

 

Този голям гликопротеин (приблизително 180 kDa) присъства на вирусната повърхност като важен тример, като всеки мономерен ектодомен е съставен от S1 и S2 домейни. Въпреки че сравнението на последователността на S протеина между SARS-CoV и SARS-CoV-2 показва само 76% идентичност (съществуват големи вариации в N-края), тяхното пространствено нагъване е подобно.

 

Шиповият гликопротеин (около 1200 ак) се състои от голям ектодомен, еднопроходен трансмембранен участък и къса С-терминална вътреклетъчна опашка.  Различават се няколко запазени домейна и различни мотиви: сигнален пептид (Signal Peptide, SP), който провежда протеина по конститутивния секреторен път; N-терминалният домейн (N-Terminal Domain, NTD); рецептор-свързващ домейн (Receptor-Binding Domain, RBD); рецептор-свързващ мотив (Receptor-Binding Motif, RBM); поддомейни 1/2 (Subdomain 1/2, SD1/2); пептид за сливане (Fusion Peptide, FP); вътрешен пептид за сливане (Internal Fusion Peptide, IFP); хептад повтори 1/2 (Heptad Repeat, HR1/2); съединяващ домейн (Connector Domain, CD); трансмембранен домейн (Transmembrane Domain, TM) и цитоплазмен домейн (Cytoplasmic domain, CP).

 

3. Жизнен цикъл на SARS-CoV-2

 

3.1 Участници в процеса

 

3.1.1 РНК вируси с позитивен-sense

 

SARS CoV-2 е едноверижeн, положителен sense РНК вирус. Позитивната (5′-до-3′) вирусна РНК ( positive-sense) означава, че определена вирусна РНК последователност може да бъде директно транслирана във вирусни протеини. Позитивно верижните РНК вируси (+ssRNA вируси) са група свързани вируси, които имат едноверижни геноми, направени от рибонуклеинова киселина с положителен  sense. РНК с положителен sense (за разлика от тези с отрицателен sense) има същия sense като иРНК. Следователно, геномът с положителен sense може да действа като иРНК (mRNA) и може да бъде директно транслиран във вирусни протеини от рибозомите на клетката гостоприемник.

 

Някои вируси (напр. Coronaviridae) имат геноми с положителен sense, които могат да действат като иРНК и да се използват директно за синтезиране на протеини без помощта на допълнителна междинна РНК. Поради това тези вируси не се нуждаят от РНК полимераза, опакована във вириона. РНК вирусите с положителна верига кодират РНК-зависима РНК полимераза (RNA-dependent RNA polymerase -RdRp), която се използва по време на репликация на генома за синтезиране на антигеном с отрицателен sense, който след това се използва като шаблон за създаване на нов вирусен геном с положителен sense. Следователно, РНК полимеразата ще бъде един от първите протеини, произведени от клетката гостоприемник, тъй като е необходима, за да може геномът на вируса да бъде репликиран1.

 

3.1.2 Протеолитични ензими

 

3.1.2.1 Обща характеристика

 

Протеолизата е от съществено значение в биологията. Повече от 2% от гените в човешкия геном кодират протеолитични ензими. Протеазите могат най-общо да бъдат класифицирани в седем големи групи (в зависимост от вида на аминокиселината, участваща като донор на протон за активиране на пептидната връзка, която трябва да се разцепи):  (1) серин протеази, (2) цистеин протеази, (3) треонин протеази, (4) аспартат протеази, (5) глутамат протеази, (6) металопротеази (обикновено с използване на Zn2+) и (7) аспартат лиази9,10. В зависимост от разположението на  пептидната връзка, разцепена от специфичния ензим, всяка група може да се подраздели на екзопротеази (действат на краен остатък) или на ендопротеази (на вътрешен остатък).

 

Трипсиноподобните серинови протеази представляват главно суперсемейство. Добре установено е, че трипсиноподобните протеази са важни за много физиологични процеси като храносмилане, коагулация на кръвта, зарастване на рани и възпалителни реакции. Наскоро в суперсемейството на трипсина бе идентифицирани подгрупа от трансмембранни серинови протеази тип II (Type II Transmembrane Serine Proteases-TTSP). Всички TTSP се състоят от N-терминална цитоплазмена опашка, трансмембранен домейн с един обхват и извънклетъчна област, която съдържа различни протеинови модули и С-краен серинов протеазен домейн. За разлика от трипсина, който е секретиран протеин, TTSP са закотвени на клетъчната повърхност чрез техните трансмембранни домейни.

 

При хората има 17 идентифицирани TTSP към днешна дата. Въз основа на техните извънклетъчни протеинови домейни човешките TTSP могат да бъдат разделени на четири подгрупи: 1) Human Airway Trypsin (HAT)-like protease/Differentially Expressed in Squamous cell Carcinoma (DESC), 2) Hepsin/TMPRSS (Transmembrane Protease/Serine), 3) matriptase и 4) corin. Подгрупата HAT/DESC на човешките TTSP има пет членa: HAT, DESC, TMPRSS11A, HAT-like 4 (HAT-L4) and HAT-like 5, всички те имащи подобна домейна подредба. Много от тези TTSP играят важна роля в здравето и болестите10.

 

Най-важните ензими, отговорни за проникването на SARS CoV-2 вътре в клетката са протеазите фурин, TMPRSS2 и катепсин L (Cathepsin L)11,12,13,14.

 

3.1.2.2 TMPRSS2

 

TMPRSS2 е трансмембранна серинова протеаза от тип II (TTSP), която се експресира преференциално в няколко епителни тъкани, като простата, бъбреци, дебело черво, тънки черва, панкреас и бели дробове11. TMPRSS2 също се експресира в сърдечния ендотел, бъбреците и храносмилателните тъкани, които наистина са целеви тъкани за SARS-CoV-2 инфекция. През 2006 г. TMPRSS2 бе идентифицирана като вирус-активирана протеаза, която срязва повърхностния гликопротеин HA на човешките грипни вируси тип А. TMPRSS2 активира сливащите протеини (fusion proteins) на редица други респираторни вируси, като човешки метапневмовирус, човешки парагрипни вируси и CoVs, включително SARS-CoV и MERS-CoV in vitro. Физиологичната роля на TMPRSS2 все още е неизвестна. (фиг. 2). TMPRSS2 се експресира силно в локализиран високостепенен рак на простатата и в повечето метастази на рак на простатата при човека. Експресията на TMPRSS2 е андроген-зависима както при рак на простатата, така и при рак на белия дроб.

 

 

Фиг. 2 SARS-CoV-2, ACE2, Ang II и Ang 1-7

 

 

ACE2 рецепторът е входна врата за SARS-CoV-2. Това е неговата „лоша“ страна. Същевременно той превръща вазоконстриктора Ang II във вазодилататора  Ang 1-7 („добра“ страна). За да проникне вирусът, той трябва да се свърже с неговия шипов S протеин за ACE2 рецептора (3), а освен това шипът трябва да се среже първо от протеазата Furin (1), а след това и от втора протеаза TMPRSS2 (2). Следователно, инхибитори на ACE2 са крайно неудачни за лечение на COVID-19, тъй като ще има излишък на Ang II с последващи фатални ефекти. За разлика от това, протеазни инхибитори биха дали положителни резултати, най-вече в началната фаза на инфекция.

 

3.1.2.3 Furin

 

Убиквитерната протеаза Furin (PACE/PCSK3) е прототипът на Subtilisin-/Kexin-like Proprotein Convertase (PCSKs), кодирана от транскрипционна единица в горната част на c-fes/fps протоонкогена. Furin е трансмембранна високоспецифична ендопротеаза тип I, която разцепва предшествениците на много секретирани протеини по време на транспортирането им по конститутивния секреторен път13.

 

3.1.2.4 Cathepsin L

 

Cемейството човешки цистеинови катепсини са основните протеази, които се намират в ендозомите12. Състои се от 11 члена, които показват киселинни рН оптимуми. Членът на това семейство Cathepsin L разцепва вирусния S гликопротеин в позиция на T678 (VAYT-M), близо до прогнозираната S1 и S2 гранична област на SARS S протеина.

 

3.2 ACE2 – входен рецептор на SARS-CoV-1 и SARS-CoV-2

 

Използвайки шип (S) протеин на повърхността си, вирусът SARS-CoV-2 се свързва с ACE2 – като ключ в ключалка – преди влизане и заразяване на клетките. Следователно ACE2 действа като клетъчна врата/ рецептор за SARS-CoV-1/22.

 

3.2.1 Структура на ACE2 

 

ACE2 е трансмембранна металокарбоксипептидаза от тип I в рамките на ренин-ангиотензиновата система (RAS), която играе ключова роля в регулирането на кръвното налягане, баланса на течностите и електролитите, жаждата, сърдечната/ бъбречната функция и растежа.15 ACE2 има приблизително 60% хомология с ACE, другия ключов ензим на RAS системата. ACE2 има извънклетъчен обърнат, изправен, облицован facing N-краен домейн и С-краен трансмембранен домейн с цитозолна опашка. N-терминалната част на протеина съдържа подобен на нокът протеазен домейн (Protease Domain-PD), докато С-крайният домейн е посочен като Collectrin-подобен домейн. Рецептор-свързващият домейн (Receptor-Binding Domain-RBD) на SARS-CoV-2 се свързва с PD на ACE2, образувайки RBD-PD комплекс, различен от ACE2 каталитичното място. ACE2 съществува в 2 форми, най-разпространена е мембранно-свързаната ACE2 (mACE2) и относително оскъдна е разтворимия-циркулиращ ACE2 (sACE2).

 

3.2.2 Експресия на ACE2 

 

ACE2 присъства в епитела в носа, устата и белите дробове. ACE2 се експресира в горната част дихателни пътища (ресничести епителни клетки). В белите дробове ACE2 е изобилен в пневмоцити тип 2, важен епителен клетъчен тип, присъстващ в алвеолите, където се абсорбира кислород и се отделя въглероден диоксид. Експресира се още в белодробната васкулатура, съдовата система (ендотелни клетки, мигриращи ангиогенни клетки и съдови клетки на гладката мускулатура), сърцето (кардиофибробласти, кардиомиоцити, ендотелни клетки, перицити и епикардни мастни клетки) и бъбреците (гломерулни ендотелни клетки, подоцити и епителни клетки на проксимални тубули). АСЕ2 също се експресира и функционира в локалния RAS (Renin-Angiotensin System)  на черния дроб (холангиоцити и хепатоцити), ретината (пигментирани епителни клетки, фоторецепторни клетки на пръчици и конуси и глиални клетки на Мюлер), ентероцити на червата, околокамерни органи на централната нервна система.

 

ACE2 присъства при всички хора, но количеството може да варира при отделните индивиди и в различните тъкани и клетки. Някои данни сочат, че ACE2 могат да бъдат по-високи при пациенти с хипертония, диабет и коронарна болест на сърцето16.

 

3.2.3 Функция на ACE2

 

Основната функция на ACE2 е да действа като противовес на ангиотензин-конвертиращия ензим (ACE/ACE1). Докато АСЕ разцепва Ang I и го превръща във вазоконстриктора Ang II, ACE2 от своя страна отделя карбоксил-терминалната аминокиселина фенилаланин от Ang II (Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe) и го хидролизира във вазодилататора Ang (1-7), (H-Asp -Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-OH). Ang (1–7) действа върху рецептора  Mas и освен противовъзпалителен ефект играе роля при сърдечно-съдови заболявания чрез понижаване на кръвното налягане (вазодилатация) и чрез стимулиране на екскрецията на натрий и вода в бъбреците (фиг. 2). ACE2 може също да разцепва множество пептиди, включително [des-Arg9]-брадикинин, апелин, невротензин, динорфин А и грелин. Липсата на ACE2 (при мишки) е свързана с тежко нараняване на тъканите в сърцето, белите дробове и други видове тъкани.

 

Като трансмембранен протеин, ACE2 е идентифициран като ключов рецептор на целевите клетки за SARS-CoV (вирусът, който причинява ТОРС/SARS) инфекциите през 2002/2003 г. Освен това, ACE2 служи като основна входна точка в клетките за други коронавируси, като HCoV-NL63 и SARS-CoV-2. Вирусът SARS-CoV-2 изисква ACE2, за да зарази клетките, но точната връзка между нивата на ACE2, вирусна инфекциозност и тежест на инфекцията не е добре разбрана.

 

Въпреки това, освен способността си да свързва вируса SARS-CoV-2, ACE2 има защитни ефекти срещу увреждане на тъканите, като смекчава патологичните ефекти на Ang II. Когато количеството на ACE2 е намалено (при заемане на рецептора от вируса), хората могат да бъдат по-податливи на тежки усложнения от COVID-19. Това е така, защото е на разположение достатъчно ACE2, за да се улесни навлизането на вируса, но намаляването на наличния ACE2 допринася за увеличение на Ang II, а то може да доведе до  възпаление, клетъчна смърт и органна недостатъчност, особено в сърцето и белия дроб. ACE2-медиираната сърдечносъдова защита се губи след ендоцитоза на ензима със SARS-CoV-2 вирусните частици. Нивата на Ang II се повишават, а с това и активността AT1R за сметка на ACE2/Ang 1–7 активираните пътища. Това води до фиброза, хипертрофия, повишени активни кислородни видове (ROS), вазоконстрикция и дисбиоза на червата.

 

3.3 Навлизането на SARS-CoV-2 в човешките клетки

Жизненият цикъл на SARS-CoV-2 започва с мембранно сливане, възникващо в плазмената мембрана или в подкиселени ендозоми след ендоцитоза, което се медиира от конформационни промени в S гликопротеина, предизвикани от свързването на ACE21,2. ACE2 функционира като входен рецептор на SARS-CoV-2 (фиг. 2). Важно е, че в зависимост от щама CoV и клетъчния тип, CoV S протеинът се активира при специфична клетъчна локализация от една или няколко протеази на гостоприемника, като фурин, трипсин, катепсин L, TMPRSS2, TMPRSS4 или HAT8,13,17.

 

3.3.1 Зависимо от протеази проникване на SARS-CoV-2 – ранен ендозомен път

 

Силното свързване на шиповия S1 протеина на SARS-CoV и SARS-CoV-2 с ензимния домейн на ACE2 на повърхността на клетките води до ендоцитоза и транслокация както на вируса, така и на ензима в ендозоми, разположени в клетките. Този процес на навлизане изисква обработка (priming) на S протеина от трансмембранните серин протеази на гостоприемника Furin и TMPRSS2 (Transmembrane Protease, Serine 2 ). Разцепването на шиповия-S протеин от корецепторните серинови протеази е от решаващо значение за инфекцията на SARS-CoV-2 на целевите клетки и разпространението на коронавируса в гостоприемника. Нарушаването на гликозилирането на S-протеина значително уврежда навлизането на вируса, което показва важността на взаимодействията на гликан-протеин в процеса.

 

За да влезе SARS-CoV-2 в клетките, нейният повърхностен гликопротеинов  шип (S) трябва да се разцепи на две различни места от протеази на гостоприемникa.  Много протеази активират CoVs in vitro, като протеин конвертазата фурин, катепсин L и подобни на трипсин серинови протеази като трансмембранната серинова протеаза 2 (TMPRSS2), TMPRSS11A и TMPRSS11D. Сред тях TMPRSS2 и фурин играят основна роля в протеолитичното активиране на широк спектър от вируси. S шипът се активира чрез разцепване от фурин на мястото S1/S2 и TMPRSS2 на мястото S2‘ (фиг. 1).  Разцепването на двете места е задължително, защото при инхибиране на една от протеазите S праймингът се блокира, следователно, двете протеази не могат да се компенсират взаимно. Тези протеази представляват потенциални лекарствени цели. Инхибиторите срещу двете протеази силно потискат репликацията на вируса в епителните клетки на човешките дихателни пътища. Комбинирането на различни инхибитори на TMPRSS2 с инхибитор на фурин MI-1851 има синергичен ефект и то е по-ефикасно срещу редукцията SARS-CoV-2, отколкото еквимоларно количество от всеки един от тях11,17.

 

3.3.2 Независимо от протеази проникване на SARS-CoV-2 – късен ендозомен път

 

Ако на клетъчната повърхност не се експресират SARS-S-активиращи протеази, SARS-CoV-2 може да влезе в човешки клетки, експресиращи ACE2 чрез друг механизъм. В този процес S шиповете на SARS се свързват с АСЕ2 и АСЕ2 рецепторният протеин привлича  клатрин, който инициира ендоцитоза на вируса.

 

Cлед ендоцитоза протонните помпи транспортират H+ йони в ендозоми, понижавайки вътрешното рН, позволявайки на ендозомата да започне процеса на превръщане в ендолизозома и разграждане на всичко вътре. Въпреки това, рН-зависимата цистеин протеаза катепсин L, присъстваща в ендозомите, се използва от SARS-CoV-2 за активиране на шиповите вирусни протеини. Това позволява на вируса да се слее с ендозомната мембрана и да освободи своята геномна РНК в клетката гостоприемник в подготовка за репликация и производство на повече вириони. Катепсин L е основната протеаза, действаща в ендозомите.

 

Инхибирането на TMPRSS2 предотвратява експозицията на сливащия пептид в N-края на S2‘ субединицата. Инхибирането на разцепването от фурин на мястото S1/S2 може директно да попречи на навлизането на вируса и сливането на мембраната чрез стерично блокиране на конформационни промени или може да предотврати излагането на мястото. Инхибирането на Катепсин L предотвратява S прайминга на SARS-CoV-2 в ендозомите и вирусната РНК не може да проникне в цитоплазмата12.

 

3.4 Репликация на SARS-CoV-2

 

След проникването на вируса SARS-CoV-2 освобождава своята геномна РНК в цитоплазмата на гостоприемника. Геномната РНК първо се транслира във вирусни репликазни полипротеини (pp1a и 1ab), които допълнително се разцепват от вирусни протеази до общо 16 неструктурни протеина. Въз основа на много от тези неструктурни протеини се формира комплекс за репликация и транскрипция (Replication-Transcription Complex – RTC). В процеса на репликация и транскрипция на генома, медиирани от RTC, геномната РНК с отрицателен sense (-sense) се използва като шаблон за синтезиране на положителна (+sense) геномна РНК и субгеномни РНК. Нуклеокапсидният (N) структурен протеин и вирусната РНК се реплицират, транскрибират и синтезират в цитоплазмата, докато други вирусни структурни протеини, включително S протеин, мембранен (M) протеин и обвивка (E) протеин се транскрибират и след това се транслират в грубия ендоплазмен ретикулум (Rough Endoplasmic Reticulum-RER) и транспортират до апарата на Голджи. В RER и апарата на Golgi гликопротеинът на SARS-CoV-2 е подложен на контратранслационна и посттранслационна обработка, включително премахване на сигнален пептид, тримеризация, екстензивно гликозилиране и разцепване на субединицата. Впоследствие N протеинът се свързва с генетичната РНК с положителен sense, за да се превърне в нуклеопротеинов комплекс (нуклеокапсид), който заедно със S, M и E протеини, както и други вирусни протеини, се сглобява допълнително и последва от пъпкуване в лумена на Междинно отделение ER-Golgi (ER-Golgi Intermediate Compartment-ERGIC) за образуване на зрели вириони. И накрая зрелите вириони се освобождават от клетката гостоприемник в очакване на започването на нов жизнен цикъл17.

 

4. Ренин-ангиотензинова система (RAS)

 

4.1 Състав на RAS

 

Под действието на ренин ангиотензиногенът се превръща в Ang I (ангиотензин I). АСЕ или мастоцитната химаза разцепват Ang I и го превръщат в Ang II. Ang II действа на сърдечно-съдовата система предимно чрез рецептора за ангиотензин тип 1 (AT1R) или чрез рецептора за ангиотензин тип 2 (AT2R). Алтернативно, Ang II може да бъде разграден от карбоксипептидаза ACE2 или PCP (пролил карбоксипептидаза) до Ang 1–7 (ангиотензин 1–7). Ang 1–7 медиира защитни ефекти в тъканите чрез рецептора Mas (MasR) (фиг. 2). Ang 1–7 може да се образува допълнително чрез активността на ACE2 върху Ang I, образувайки Ang 1-9, който след това се разцепва или от ACE, или от NEP (неприлизин)16,18.

 

4.2 Aнгиотензин II 

 

Ангиотензиногенът е малък пептиден хормон, който, като част от ренин-ангиотензин- алдостеронова система (RAAS), участва в регулирането на кръвното налягане.

Ang II осъществява ефекта си чрез два рецептора: AT1R (предимно) и AT2R. Ангиотензиновият рецептор се активира от вазоконстриктиращия пептид ангиотензин II. Активираният рецептор от своя страна се свързва с Gq/11 и Gi/o и по този начин активира фосфолипаза С и увеличава концентрациите на цитозолния Са2+, което от своя страна предизвиква активиране на PKС, Са2+/ калмодулин кинази и други сигнални молекули. Активираният рецептор също инхибира аденилат циклазата и активира различни тирозин кинази.

 

Ang II е основен хормон на стреса. Тъй като ARB (Angiotensin II Receptor Blockers) блокират AT1Rs, в допълнение към техните антихипертензивни ефекти, може да се считат за лечение на свързани със стреса разстройства. През 2008 г. се съобщава за забележителна отрицателна връзка между ARB и болестта на Алцхаймер (AD). Ретроспективен анализ на пет милиона регистри на пациенти в САЩ установи, че различните видове често използвани антихипертензивни лекарства имат много различни резултати при AD. Пациентите, приемащи ARB, са с 35–40% по-малко вероятно да развият АД, отколкото тези, използващи други антихипертензивни средства.19

 

4.3 Ang II и ACE2

 

Необичайно висока активност на Ang II е ключов фактор, който определя тежестта на увреждането при пациенти с COVID-19. В този смисъл ролята на лекарствата, които инхибират RAAS (често предписваните антихипертензивни средства, напр. АСЕ инхибитори и ARB), при COVID-19 би трябвало да имат защитен ефект, въпреки че има привърженици и за вредни ефекти.

 

5. Роля на ADAM17

 

5.1 Характеристика и активиране на ADAM17

 

5.2 Активираната ADAM17 – полезна или вредна при COVID-19?

 

Съществуват две взаимноизключващи се хипотези: 1) Активираната ADAM17 увеличава нивата на разтворимия циркулиращ ACE2 (sACE2), който неутрализира SARS-CoV 2 и 2) Повишената активност на ADAM17 е вредна, понеже медиира освобождаването на TNFα и IL6, които участват заедно в патогенезата на цитокиновата буря. Доводите на втората хипотеза звучат по-логично, а инхибирането на ADAM17 ще намали производството на цитокини.20,21

 

6. Apelin/APJ трансдукционен път и SARS-CoV инфекцията

 

APJ е GPCR рецептор,  открит през 1993 г. като орфан рецептор (с неизвестен лиганд) по време на търсене на подтипове на вазопресиновия рецептор. APJ има 54% хомология с AT1R в хидрофобната трансмембранна област, но не свързва Ang II. През 1998 г. е изолиран лиганд за APJ рецептора апелин (apelin). Активирането на апелиновия рецептор има хипотензивен ефект (индуцира освобождаването на NO) и стимулира ангиогенезата (активира ERKs, Akt и  p70S6 киназите). Предполага се съществуването на баланс между Ang II (повишаване на кръвното налягане) и апелин (понижаване на кръвното налягане). Апелин предпазва от остра белодробна травма (ALI-Acute Lung Injury) и ARDS чрез потискане на NFκB- и NLRP3 инфламазома-медиирани възпалителни реакции и секрецията на IL1β и IL18 от клетките. Apelin също инхибира оксидативното увреждане, предизвикано от митохондриални ROS и митохондриалната апоптоза22.

 

Нови терапевтични стратегии за пациенти с белодробно увреждане или сърдечносъдови усложнения/ коагулопатии при  COVID-19 се свързват с оста Apelin/APJ. Апелинът (Apelin) или неговите рецепторни агонисти са от голямо потенциално значение за лечение за COVID-19 чрез потискане на производството на ACE, Ang-II, както и на AT1R, същевременно повишавайки ACE2. Тези лекарства имат потенциал да подобрят острото увреждане на белите дробове и сърдечно-съдовите/коагулопатичните усложнения при COVID-19, които съпътстват повишеното съотношение Ang-II: Ang (1–7).

 

7. Терапевтични подходи

 

Превантивните мерки са най-добрата стратегия при COVID-19. Терапевтичните подходи се базират на досегашните познания за структурата и механизма на действие на SARS-CoV-2 и усложненията, които причинява. Ваксината е водещ метод за неутрализиране на SARS-CoV-2. Инхибирането на проникването на SARS-CoV-2 е атрактивна терапевтична цел, особено в началния стадий. Молекулите, участващи в жизнения цикъл на SARS-CoV-2, също могат или са подложени на терапевтично третиране. Особено внимание изисква проблемът с лечение на усложненията, които често са причина за летален изход.

 

7.1 Ваксини

 

Безопасната и ефикасна ваксина е основен терапевтичен подход и представлява най-добрият начин за справяне с COVID-19. Масовото ваксиниране ще даде огромен материал за анализи и изводи.

 

7.2 За и против ACE инхибиторите и ARB

 

7.2.1 Какво представляват АСЕ инхибиторите?

 

ACE/ACE1 е друг протеин, който също се намира в тъкани като белия дроб и сърцето, където присъства ACE2. Ензимът АСЕ произвeжда Ang II, превръщайки Ang I в Ang II. Лекарствата, които инхибират действията на ACE1, се наричат ACE инхибитори (рамиприл/ramipril, лизиноприл и еналаприл). Тези лекарства блокират действията на ACE1, но не и на ACE2. АСЕ инхибиторите намалят образуването на Ang II, който иначе би взаимодействал с AT1R, за да предизвика увреждане на тъканите и възпаление. Всъщност ACE1 и ACE2 имат връзка „ин-ян“; ACE1 увеличава количеството на Ang II, докато ACE2 намалява Ang II.

 

Чрез инхибиране на ACE1, ACE инхибиторите намаляват нивата на Ang II и способността му да повишава кръвното налягане и увреждането на тъканите. АСЕ инхибиторите обикновено се предписват на пациенти с хипертония, сърдечна недостатъчност и бъбречни заболявания.

 

7.2.2 Блокери на рецептора на Ang II

 

ACE2 е жизненоважен елемент в RAAS (ренин-ангиотензин-алдостеронова система), която е от решаващо значение за регулирането на процеси като кръвно налягане, зарастване на рани и възпалението. Основната роля на ACE2 е да разгражда Ang II до молекули, които противодействат на вредните ефекти на Ang II, но ако вирусът заема ACE2 ‘рецептора’ на повърхността на клетките, тогава неговата роля е притъпена. Това води до увеличени нива на Ang II. Антагонистите на рецепторите на Ang II, известни също като блокери на ангиотензин рецепторите (Angiotensin Receptor Blockers-ARB), се използват за предотвратяване на свързването на Ang II върху неговите рецептори. ARB блокират взаимодействието на Ang II с неговия рецептор, AT1R и теоретично би трябвало да имат положителен ефект за неутрализиране на вредните ефекти на Ang II.

 

7.2.3 Две взаимоизключващи се хипотези за ролята на ACE инхибиторите и ARB при COVID-19

 

Как лечението на хипертонията с ACE инхибиторите и ARB влияе на COVID-19, отново бе въпрос на спорове.15,22

 

7.2.3.1 Приемащите ACE инхибиторите и ARB са по-уязвими на COVID-19

 

Експресията на ACE2 е значително повишена при пациенти с диабет тип 1 или тип 2, които са лекувани с ACE инхибитори и ангиотензин II рецепторни блокери тип I (ARB). Следователно, повишената експресия на ACE2 би улеснила инфекцията с COVID-19, a лечението на диабет и хипертония с АСЕ2-стимулиращи лекарства увеличава риска от развитие на тежък и фатален COVID-19 (15). Тази хипотеза звучи най-логично в началния стадий на заразяването – проникването на вируса в клетката.

 

7.2.3.2 Приемащите ACE инхибиторите и ARB намалят вредните ефекти на Ang II

 

Логично е също, че намалянето на Ang II (ACE инхибитори) или блокиране на ефекта му (ARB) би трябвало да намали вредните ефекти на хормона. В момента се изследва ефикасността на АСЕ инхибитора ramipril в сравнение с плацебо за намаляване на смъртността на пациенти, приети с COVID-19 за интензивно лечение и такива с нужда от механична вентилация. Множество професионални сдружения и регулаторни органи препоръчват продължаване на стандартната терапия с АСЕ инхибитор и ARB при хипертоници.

 

7.3 Инхибитори на TMPRSS2, Furin и Cathepsin L

 

Някои коронавируси, напр. както коронавирусът на SARS от 2002 г., така и SARS-CoV-2, се активират от TMPRSS2 и по този начин могат да бъдат инхибирани от инхибиторите на TMPRSS2. SARS-CoV-2 използва SARS-CoV рецептора ACE2 за влизане и сериновата протеаза TMPRSS2 за S прайминг. Инхибирането на TMPRSS2 и Furin предотвратява сливането на S-протеина с плазмената мембрана, а инхибирането на Cathepsin L блокира отделянето на ендозомните вируси, които се лизират напълно в ендолизозомите17,23-25.

 

7.3.1 Инхибитори на TMPRSS2

 

7.3.1.1 Бромхексин хидрохлорид

 

Един експериментален кандидат като инхибитор на TMPRSS2 за потенциална употреба срещу грипни и коронавирусни инфекции като цяло, включително тези преди появата на COVID-19, е муколитично лекарство за кашлица бромхексин13. Бромхексин хидрохлоридът (Bromhexine Hydrochloride-BRH) е одобрен в много страни като често използван отхрачващ препарат за възрастни и деца и се продава от 1963 г. без рецепта (OTC-Over-The-Counter), той е евтин и е почти без странични ефекти. Страничните ефекти  при третиране с BRH таблетки 96 mg на ден/14 дни включват леки стомашно-чревни нарушения и алергични реакции, които са редки.27,28 Инхалаторното му приложение обаче (в Александровска болница на МУ-София, 4 по 1 ампула/4мг, на други места 3 по 2 ампули) дава много добри резултати. Инхалаторното приемане на бромхексин, веднага след наличието на първи симптоми на COVID-19, дава отлични резултати. Трябва обаче да се отбележи забелязан „парадоксален ефект“ на бромхексин при високи дози – стимулиране на сливането на вируса с плазмената мембрана и инхибиране при ниски. Следователно трябва да се внимава с по-високите дози бромхексин в клинични изпитвания или като терапия, поне докато ефектите му върху активирането на SARS-CoV-2 се разберат по-добре.28,29

 

Инхалаторното приложение на медикаменти против SARS-CoV-2 би трябвало да бъде много ефикасно, тъй като многократни цикли за вдишване на пара може да доведат до намаляване или блокиране на SARS COVID-2  репликацията в горните дихателни пътища. Това  намалява риска от прогресиране до пълно разрастване на инфекцията, ако се извърши скоро след заразяване30.

 

Протокол за вдишване на пара

 

Излагане на лигавицата на дихателните пътища на овлажнена пара чрез вдишване на пара в продължение на поне 20 минути (5 цикъла от 4 минути) в рамките на 1 час в продължение на поне 4 последователни дни.30

 

7.3.1.2 Амброксол хидрохлорид

 

Ambroxol hydrochloride ((AMB) 4-[(2-amino-3,5-dibromophenyl) methylamino]cyclohexan-1-ol; hydrochloride), принадлежащ към структурния клас на бензиламин (benzylamine), е деметилиран активен метаболит на бромхексин хидрохлорид (BRH). AMB се използва клинично като отхрачващо средство и не проявява активиращи ефекти върху SARS-CoV-2-S-медиирано сливане25. Следователно AMB може да представлява по-добър избор в терапевтичните схеми за COVID-19.31-33 На табл. 1 са сравнени ефектите на BRH и AMB.

 

Орган/тъкан ACE-Ang II- AT1 ос ACE2-Ang (1-7)-Mas ос
Кръвоносни съдове Вазоконстрикция Вазодилатация
Сърце Хипертрофия, аритмия Антихипертрофичен, антиаритмичен ефекти
Бъбреци Възпаление, фиброза Противовъзпалителен, антифиброзен ефект
Бели дробове Алергия, фиброза Антиалергичен, анти-фиброзен ефект
Мозък Исхемия Намаление на исхемията
Мастна тъкан Увеличена инсулинова резистентност Намалена инсулинова резистентност

 

7.3.1.3 Camostat mesilate, Nafamostat mesilate и Leupeptin

 

Два протеазни инхибитора (Camostat mesilate, в концентрация 0,1–10 µg/ml и Nafamostat mesilate, в концентрация 0,01–1 µg/ml) инхибират репликацията на коронавирус в епителните клетки на човешките дихателни пътища, показвайки адитивен ефект в комбинация с интерферон. Camostat (FOY-305) mesilate (CM), инхибитор на TMPRSS2 и Cathepsin L, е разработен в Япония като серин протеазен инхибитор през 80-те години. Прилага се за терапията на остри симптоми на хроничен панкреатит и се използва за лечение на следоперативен рефлуксен езофагит от 1994 г (43). CM блокира разпространението и патогенезата на SARS-CoV в патогенен модел на мишка и се очаква да покаже подобен ефект при MERS-CoV. CM блокира активноста на TMPRSS2 и инхибира навлизането на SARS-CoV в белодробните клетките. Тази добре поносима терапия е предложена като лечение за предотвратяване на активирането на шиповите SARS-CoV-2 протеини, като по този начин се инхибира навлизането в клетките и контролира инфекцията34. Все още текат 12 сериозни клинични проучвания във водещи в научно отношение държави: САЩ, Израел и Дания – по 2, и по едно в Германия, Великобритания, Южна Корея, Япония и Мексико за CM, който е с по малко странични ефекти от по-силния Nafamostat mesilate35. Leupeptin e друг TMPRSS2 инхибитор.

 

Tабл. 2 Сравнение на ефектите на Ambroxol и Вromhexine

 

Ambroxol

Вromhexine

Инхибирне на производството на супероксиден анион +++ -
Инхибиране на производството на HOCl +++ +
Намалено освобождаване на еластаза и миелопероксидаза +++ -
Предотвратяване на инактивирането на A1AT +++ -
Инхибиране на TMPRSS2 ++++ +++ при ниски дози (100nmol/L до 10 mol/L)
Клетъчен СРЕ +++ ++++
Активиращ ефект върху SARS-CoV2-S-медиираното сливане - + при високи дози (≥ 50 mol/L) „парадоксален ефект“

 

7.3.1.4 Инхибитори на Cathepsin L и Furin

 

От многото предложени инхибитори на Cathepsin L се открояват Cruzain инхибиторът K11777 и специфичният  Cathepsin L инхибитор CID23631927.12,14 Те  могат да бъдат основа за дизайн на мощни анти-CoV лекарства. Aloxistatin (E64d) е друг инхибитор на Cathepsin L и Сalpain. Хепаринът и дексаметазонът също имат инхибиращ ефект върху Cathepsin L, който се инхибира и от кверцетин.

 

След като SARS-CoV-2 достигне вътреклетъчните ендозоми, Cathepsin L е основната протеаза, която разцепва субединицата на вируса S1, тъй като тази цистеинил протеиназа има киселинно рН оптимум. SARS-CoV вирусите са силно чувствителни към рН вируси и техният вътреклетъчен трафик изисква кисела среда. Докато сериновата протеаза TMPRSS2 и Furin действат върху плазмената мембрана на клетката, Cathepsin L продължава разграждането на S1 субединицата в киселите ендозомни и лизозомни отделения. Поради тази последователност от събития, комбинираното прилагане на TMPRSS2 инхибиторите Camostat mesilate и Nafamostat mesilate и неселективен инхибитор на цистеинил катепсин E64d напълно блокира инфекцията на тези коронавируси. Следователно, комбинираното прилагане на протеазни инхибитори би трябвало да доведе до положителни терапевтични ефекти не само срещу COVID-19, но и другите β-CoVs.

 

Фуринът се инхибира от MI-1851 и luteolin. Фуринът разцепва S-протеина на SARS-CoV-2 на уникално място, тъй като то липсва при другите SARS коронавируси. Лутеолинът е добре известен, безопасен и мощен инхибитор на Furin.

 

7.3.1.5 A1AT

 

A1AT (Alpha 1 Antitrypsin) е малък протеин, произведен в черния дроб и с високи нива в кръвта, увеличаващи се 6 пъти при остро възпаление или нараняване. В белите дробове той блокира действието на протеазните ензими неутрофилна еластаза, протеиназа 3 и катепсин G и TMPRSS2. A1AT може да бъде особено ефективен при COVID-19, тъй като, освен че инхибира TMPRSS2, той притежава противовъзпалителна активност и намалява възпалението в алвеолите9.

 

7.3.1.6 AEBSF

 

Малката молекула AEBSF инхибира неспецифично протеазите, вкл. TMPRSS2. Механизмът му на действие е чрез добавяне на сулфонилна група към активното място.

 

7.4 Quercetin 

 

Кверцетинът е полифенолен биофлавоноид, открит в много растения (Бокс 1) и е с противовъзпалителни, антипролиферативни и антивирусни свойства36. Кверцетинът е конкурентен инхибитор за АТР-свързващото място на много тирозин кинази, както и на серин/треонин кинази като Калций-калмодулин кинази, РKC и CK2 (CK2β субединицата). Кверцетинът е силен катепсинов инхибитор с IC50 в ниския микромоларен диапазон. Кверцетинът е мощен инхибитор на SARS-CoV-2 протеазата 3CLpro (Ki ~ 7 µM) in vitro37.  Същото важи и за 3CLpro на коронавирусния вариант MERS-CoV.

 

Кверцетинът вече е предложен като възможно терапевтично средство за смекчаване на тежестта на SARS-CoV-2 инфекция, тъй като променя експресията на 30% от човешките протеини, които са мишени на SARS-CoV-2 протеини. Кверцетинът е цинков йонофор и може да предизвика високи концентрации на цинк, при които се инхибира репликацията на РНК тип вируси като SARS-CoV-2. Цинкът блокира РНК-зависима РНК-полимераза (RdRp), който е критичен ензим за вирусната РНК-репликация. Кверцетинът обаче инхибира голям брой кинази, той е водонеразтворим и е свързан 99% в плазмата с белтъци, има белтъчни преносители OATP (Organic Anion Transporting Polypeptides)  за агликона кверцетин и SGLT-1 за гликозидните форми. Въпросът е какви са постижимите вътреклетъчни концентрации, реални ли са те и има ли опасност от предозиране, тъй като пълното инхибиране на CK2 е смъртоносно за клетката, а ензимът се експресира във всички клетки (убиквитерен ензим).

 

7.5 Протеин кинази, модулирани от SARS-CoV-2. Роля на казеин киназа 2

 

Човешкият геном кодира 518 кинази, като за част от тях функцията им е неизвестна. При изследване на 97 кинази, за които се знае най-много, се установи, че SARS-CoV-2  засяга 49. При съпоставяне на списък с фосфорилирани протеини в здрави клетки и такъв с фосфорилирани протеини в заразени клетки, се определи кои кинази SARS-CoV-2 използва за възпроизвеждане. Някои от по-интересните включват CK2, която участва в контролирането на формата на клетката,  няколко кинази от p38 MAPK сигналния път,  който контролира възпалителните реакции в нашето тяло (вкл. цитокиновата буря). Инфекцията със SARS-CoV-2 драматично пренарежда фосфорилирането на протеини на вируса и гостоприемника.  Активират се CK2 и p38 MAPK, производство на различни цитокини.  Стимулирането на p38 MAPK и инхибирането на митотичните кинази води до спиране на клетъчния цикъл.38,39

 

CK2 е уникална, свързана с доброкачествения и злокачествения растеж (призната за туморен маркер) серин/треонин протеин (в някои случаи и тирозин) киназа, тетрамерна, с неизвестен механизъм на регурация (!), въпреки че е първата установена киназна активност през 1954 г. Лично аз не знам хиперпролиферативно състояние, при което активността на CK2 (увеличен протеинов синтез!) да не е увеличена. Това я прави атрактивна антиракова терапевтична цел.

 

Silmitasertib (CX-4945) е малка молекула, инхибитор на СК2. Проучване от фаза I/II показва, че Silmitasertib води до стабилно заболяване и удължава продължителност-та на лечението при пациенти, които не реагират на стандартната терапия. Доказано е, че комбинацията на Silmitasertib с агенти, увреждащи ДНК (gemcitabine-Gemzar), плюс цисплатина (Platinol) подобрява синергично ефикасността на лечението на холангиокарцином (Сholangiocarcinoma-CCA). Към днешна дата са завършени три изпитвания на Фаза I и текат две проучвания на фаза II на Silmitasertib при пациенти с рак. Silmitasertib е безопасен и се понася добре при хора. Освен него се разработва и Pidnarulex (CX-5461), като клиничните изпитвания за двата инхибитора на СК2 продължават в Австралия, Канада, САЩ, Корея и Тайван.

 

Вирусите и ракът всъщност имат повече общи неща, отколкото се е смятало.  Ракът е по същество неправилно функциониране на клетъчната машина, което причинява необуздана пролиферация на избягали клетки. Вирусите също променят функцията на клетъчната машина – макар и нарочно, но вместо да предизвикат клетъчен растеж, машината е пренасочена да произвежда повече вируси. Не е изненадващо, че за тази си цел вирусите поемат контрола над много кинази. Инфекцията с SARS-CoV-2 индуцира драстично увеличение на растежа на малки тръбички, които се простират от повърхността на клетката, наречени филоподии (filopodia). Те са значително по-дълги и по-разклонени, отколкото в незаразените клетки. СК2 става много по-активна по време на коронавирусната инфекция и участва в растежа на филоподиите, които съдържат високи концентрации на SARS-CoV-2, както и CK2, която се регулира положително от вируса. С  тези поникнали пипала заразените клетки могат да пробият дупки в близките клетки и да прехвърлят болестта върху тях. Под микроскоп изглежда, че клетката има плътна коса. SARS-CoV-2 може да използва тези дълги клетъчни израстъци като вирусни магистрали, за да приближи нови вируси до съседните клетки, като по този начин улесни инфекцията. Silmitasertib демонстрира мощна антивирусна активност при третиране на пациент с тежък COVID-19, инхибирайки CK2, която стимулира разпространяващите вируса филоподийни тръби.

 

Установено е, че CK2 се стимулира и при други вирусни инфекции и има различни роли в инфекциозни цикли на различни вируси. CK2 понижава образуването на гранулата на стреса, което е свързано със засилена вирусна репликация при други коронавирусни инфекции. Фармакологичното инхибиране на p38, CK2, CDK, AXL и PIKFYVE кинази притежава антивирусна ефикасност, представляваща потенциални терапии с COVID-19.

 

Бокс 1. Кверцетин – съдържание в различни продукти на 100 г:

Елда (8 г, според други 750 мг), обвивките на лук и чесън (4 г), пресен копър (55 мг), сурови листа на кориандър (53 мг), суров бъз (42 мг, според други 27 мг), обикновен кресон (30 мг), червен лук (20 мг, според други 181 мг!), зелен и черен чай (различни данни до 200-300 мг!), ябълки, боровинки, вишни, домати, грозде, цитрусови плодове, броколи, червено вино, зеле…

Препоръчителна дневна доза от 15 – 40мг. Пре-по-ръчително добавяне на кверцетин към режима на лечение на Covid-19 в доза 250 – 500 мг на ден.

NB! В литературата съществуват съществени разлики в количествата кверцетин в едни и същи продук-ти, но горепосочените винаги са сред водещите.

 

7.6 Рекомбинантен човешки ACE2 

 

Проучване in vitro, фокусирано върху ранните стадии на инфекцията, установи, че човешки рекомбинантен разтворим ACE2 (hrsACE2) намалява периода на възстановяване от SARS-CoV-2.

Рекомбинантният човешки ACE2 (APN01) е разработен през 2010 г. и потенциално може да неутрализира вируса и да предпази от остро нараняване на белите дробове. Доказано е, че е безопасен и намалява нивата както на ангиотензин II, така и на IL6 във фаза II проучване на острия респираторен дистрес синдром.

 

TNF (Тumour Necrosis Factor) се състои от 19 членa трансмембранни протеини тип II, които могат да бъдат освободени от клетъчната мембрана чрез извънклетъчно протеолитично разцепване (ADAM 17) и да функционират като цитокини. TNFɑ се произвежда от макрофаги, моноцити, ендотелни клетки, неутрофили, гладкомускулни клетки, активирани лимфоцити, астроцити и адипоцити.

 

TNFR1 (първичен рецептор за TNFα) се експресира от всички клетъчни типове и по този начин е отговорен за плейотропните ефекти на този цитокин. TNFα има разнообразни функции, като стимулира експресията на гени за растежни фактори, цитокини, транскрипционни фактори и рецептори. TNFα играе централна роля в цитокиновата буря (CS). При COVID-19 TNFα е важна характеристика на влошаването на състоянието на пациента, като се увеличава при пациентите в ICU в сравнение с тези в неинтензивни отделения. По-нататъшно сравнение между пациенти в ICU и тези, които не са в интензивни отделения, показва, че концентрациите на TNFα, IL2, IL7 и IL10, GCSF (Granulocyte-Colony Stimulating Factor), IP10 (Interferon gamma-induced Protein 10), MCP1, MIP1A (monocyte chemoattractant protein-1 и 1A) в плазмата са увеличени при пациенти в ICU (винаги в тежка група). Тези цитокини вероятно водят до активиран Т-хелпер-1 (Th1) и активиран Т-хелпер-2 клетъчен отговор.Повишени възпалителни цитокини (като TNFα и IL6) се наблюдават при пациенти с COVID-19, особено в тежката група. Феноменът на цитокинова буря може да бъде централният индуктор на апоптоза на алвеоларните епителни клетки, което води до бързо прогресиране при пациенти с тежка група. Предвид сходствата на клиничните характеристики и патогенезата между токсичната епидермална некролиза (Toxic Epidermal Necrolysis-TEN) и COVID-19, се предполага, че приложението на Еtanercept, инхибитор на TNFα, може да смекчи прогресирането на заболяването при пациенти с тежка група COVID-19 чрез потискане на системните автовъзпалителни отговори.3

 

7.7 Инхибитори на EGFR 

 

Рецепторът на EGF (EGFR) е протеин, участващ в тъканната фиброза поради ролята му в TGF-β1 зависимата фибробластно-миофибробластна диференциация. През 2017 се предположи, че инхибирането на EGFR сигнализирането предотвратява прекомерни фиброзни реакции и по този начин намалява увреждането на белите дробове по време на инфекции със SARS. Трябва да се имат предвид осем одобрени инхибитора на EGFR: brigatinib, afatinib, osimertinib, fostamatinib, dacomitinib, neratinib, vandetanib и panitumumab.

 

7.8 Инхибитори на калмодулин 

 

Калций-свързващият протеин калмодулин се свързва с цитоплазмената опашка на АСЕ2 и играе решаваща роля в регулиране присъствието на АСЕ2 на клетъчната повърхност.

 

7.9 Други одобрени от FDA лекарства

 

Виртуален скрининг на 1930 одобрени от FDA лекарства, последван от анализ на молекулната динамика, прогнозира, че ритонавир и налоксегол (ritonavir и naloxegol) блокират свързването на S протеина на SARS-CoV-2 с човешкия АСЕ2 рецептор, много по-ефективно от лекарства, подложени на клинични изпитвания, включително ремдесивир, лопинавир, софосбувир и даклатасвир (remdesivir, lopinavir, sofosbuvir и daclatasvir).

 

Антивирусният агент ремдезивир (Remdesivir) е широкоспектърен нуклеотиден аналогов инхибитор на РНК-зависимата РНК-полимеразата (RdRp-RNA dependent RNA polymerase), който прекъсва репликацията на РНК. Първоначално разработен за лечение на Ебола, е доказано, че има in vitro активност срещу SARS-CoV-2 и за предотвратяване и намаляване на тежестта на заболяването при MERS коронавирус в примати. Резултатите от клинични проучвания при пациенти с тежък COVID-19 са противоречиви, а засега мненията за ползата от ремдезивир са по-скоро отрицателни.

 

Хлорохин (Chloroquine – антималарийно лекарство) и хидроксихлорохин (hydroxychloroquine – при ревматоиден артрит и системно лечение на лупус еритематозус) блокират навлизането на SARS-CoV-2 in vitro при подобни концентрации, които се постигат при лечение на ревматоиден артрит. Рекламираният в началото на пандемията препарат лично от Доналд Тръмп към настоящия момент е категорично отхвърлен като безполезен, даже вреден. Той се свързва с повишен риск от смърт при пациенти с коронавирус, наред с други рискове за здравето. Възниква обаче въпросът: при по-ниски концентрации и в комбинация с протеазни инхибитори толкова ли е вреден?

 

Tocilizumab и sarilumab са антагонисти на IL6 рецепторите, използвани при лечението на ревматоиден артрит, а Tocilizumab също има индикации за лечение на синдрома на отделяне на цитокини, който се наблюдава при терапия с химерни антигенни Т-клетъчни рецептори. Това може да са потенциални терапии за пациенти с COVID-19, които показват елементи на цитокинова буря или вторична хемофагоцитна лимфохистиоцитоза със значително повишени нива на IL6, феритин, D-димер и hs-cTnI. Tocilizumab е използван с успех при пациенти с тежък COVID-19 и клиничните проучвания продължават.

 

7.10 Baricitinib при „цитокинова буря“

 

При остро увреждане на белите дробове и ARDS решаваща e ролята на синдрома на освобождаване на цитокини (Cytokine Release Syndrome-CRS), наричан още „цитокинова буря“ (“cytokine storm”). Поради тази причина, в допълнение към антивирусната терапия, се използва  Baricitinib, който е перорален, селективен и обратим инхибитор на JAK1 и JAK2, които участват във възпалителната каскада на производство на цитокини4,5. Той потиска възпалителните имунни реакции и е одобрен за индикации като ревматоиден артрит (RA). Предполага се, че в допълнение към потенциалната инхибиторна активност на цитокините, Baricitinib инхибира ACE2-медиирана ендоцитоза на SARS-CoV-2. Пациентите, лекувани с Baricitinib, са имали значително намаляване на серумните нива на IL6, IL1β и TNFα, бързо възстановяване на честотите на циркулиращи Т и В клетки и повишено производство на антитела срещу S протеина на SARS-CoV-2. При тях се отбелязва намаляване на необходимостта от кислородна терапия и прогресивно увеличаване на съотношението P/F (PaO2, парциално налягане на кислород/FiO2, фракция на вдишан кислород).

 

7.11 Мелатонин

 

Мелатонинът увеличава толерантността към вируса и намалява увреждането на тъканите и органите на гостоприемника. Това  дава възможност на гостоприемника да оцелее достатъчно дълго, за да развие адаптивна имунна реакция (специфичното антитялo), убивайки и изчиствайки вируса от тялото.

 

7.12 Ivermectin

 

Нашумелият напоследък ивермектин е популярен в държави от третия свят, но не се прилага за лечение на COVID-19 в САЩ, ЕС, Япония и други развити държави. Според наличните фармакокинетични данни, вероятността за постигане на инхибиторни концентрации на ивермектин върху SARS-CoV-2 не е постижима при хора. В България след рекламирането на препарата възникна ответна отрицателна реакция. Засега оценката на специалистите е: Няма доказателства, че ивермектинът е доказал, че е безопасно или ефективно лечение срещу COVID-19. Лечение с ивермектин не се препоръчва. Препоръките на СЗО, Панамериканската здравна организация (PAHO), FDA,  NIH, Сенатската комисия на САЩ, учени от Харвард и елитната болница Джон Хопкинс  към момента са именно такива. Привържениците на лечение на COVID-19 с ивермектин трябва да представят научно издържани доказателства за ползата от него, които да убедят и да бъдат приети от световната медицинска общественост.

 

7.13 Colchicine

 

Колхицинът, под формата на есенен минзухар (Colchicum autumnale), се използва още през 1500 г. пр.н.е. за лечение на „подуване на ставите“ (подагра). Той е одобрен за медицинска употреба в САЩ през 1961 г. Колхицинът намалява експресията на адхезионните молекули върху мембраните на неутрофилите, инхибирайки миграцията и взаимодействието с ендотелните клетки40. Той модулира производството на провъзпалителни цитокини като IL1, IL6, TNFα, инхибира NLRP3 инфлазамомата (която се активира от транспорта на калциеви йони през обвивния протеин на SARS-CoV) и производството на супероксид. Колхицинът се прилага при болестни състояния, характеризиращи се със системно възпаление и неконтролирано активиране на вродения имунен отговор. Неконтролираното освобождаване на основни провъзпалителни цитокини като IL1 и IL6 е основна патологична характеристика на COVID-19, както и предиктор за заболеваемостта и смъртността на пациентите. Препоръчва се използване на колхицин при лечението на ранната фаза на COVID-19 с цел предотвратяване на автовъзпалителния отговор на гостоприемника. Той се прилага успешно в Александровска болница на МУ-София от месец април 2020 и резултатът е драстично намаление на тежките Covid 19 усложнения. Освен това, Covid 19 екипът на болницата лекува успешно амбулаторно заболели от Covid 19 с колхицин.

 

Докато във Великобритания започна „най-голямото“ клинично проучване в света за лечения на пациенти, приети с Covid 19 с колхицин, обхващащо най-малко 2500 души, буквално ден преди завършването на този обзор излезе съобщение от Montreal Heart Institute44. То показва ефикасността на лечението с колхицин за предотвратяване на „цитокиновата буря“ и намаляване на усложненията, свързани с COVID. При проучването COLCORONA върху 4159 пациенти с PCR диагноза COVID-19, “колхицинът намалява хоспитализациите с 25%, необходимостта от механична вентилация с 50% и смъртните случаи с 44%. Това голямо научно откритие прави колхицина първото перорално лекарство в света, което може да се използва за лечение на нехоспитализирани пациенти с COVID-19“ с гордост твърдят авторите41.

 

7.14 Дексаметазон

 

След мащабно проучване, публикувано през юли 2020 в New England Journal of Medicine, NIH (National Institutes of Health) препоръчва използване на дексаметазон за третиране на Covid-19 за лечение на COVID-19 при хоспитализирани пациенти, които са с механична вентилация или се нуждаят от допълнителен кислород, но които не са вентилирани механично. В същото време Насоките препоръчват „да не се използва дексаметазон за лечение на COVID-19 при пациенти, които не се нуждаят от допълнителен кислород“. Прилагането на кортикострероиди не е безобидно. От многото странични ефекти на дексаметазона най-притеснителни са тези върху настроението, поведението и мисленето.

 

7.15 4-methylumbelliferone (Hymecromone)

 

Белите дробове на фатален Covid-19 са пълни с бистро течно желе, съставено от гликозаминогликана (GAG) хиалуронан (HA-Hyaluronan/Нyaluronic Аcid). В нормалните бели дробове HA има само в непокътнати алвеоларни стени и периваскуларна тъкан6. При синдром на остър респираторен дистрес (ARDS), HA възпрепятства функцията на алвеолите с присъствие в ексудата и запушалки, както и в удебеления периалвеоларен интерстициум. Индуцираният синдром на „Хиалуронанова буря“ (Induced Hyaluronan Storm syndrome-HIS), е моделът, който най-добре обяснява случаите на тежка дихателна недостатъчност при Covid-19 (31). HA се синтезира от глюкуронова киселина и N-ацетил-глюкозамин (N-acetyl-glucosamine-β(1,4) glucuronic acid).  Хиалуроновата киселина е най-мощното свързващо вода вещество (тя може да абсорбира повече от 1000 пъти собственото си тегло във вода, образувайки хидрогел) в организма, причина за оток, водещ  до  ARDS. Трите независимо регулирани изоензима, отговорни за синтезата на НА, са хиалуронан синтаза-HAS-1, HAS-2 и HAS-3.

 

HA е GAG на извънклетъчния матрикс (ECM). Фи-зиологично той осигурява закрепване на клетките, улесняване на клетъчно-клетъчната сигнализация, клетъчното движение и миграция. Нивата на НА са силно повишени в увредените тъкани, като продукцията се увеличава с 80 пъти. При пациенти, веднъж поставени на вентилатор, се отчита, че смъртността е между 37 и 62 процента и до 80 процента в зависимост от възрастта и други рискови фактори. Хиалуроновата киселина може да се индуцира в рамките на минути в алвеоларните течности и води до дозозависимо намаляване на белодробния индекс на оксигенация, PaO2/FaO2. Хиалуроновата киселина има централната роля при респираторните заболявания на човека, където вирусни инфекции водят до значително и бързо повишаване на концентрациите на хиалуронова киселина.

 

В BAL (Bronchoalveolar Lavage) течност на пациенти с COVID-19 е налице значително положително регулиране на гените, участващи в синтеза на HA: HAS1 (9113 пъти), HAS2 (493 пъти) и HAS3 (32 пъти). Освен това, SARS-CoV-2 причинява намаляване на нивата на АСЕ в белодробните клетки, докато нивата на АСЕ2 се увеличават. Това от своя страна повишава нивата брадикинин в клетките – „Брадикининова буря“ (Bradykinin Storm). Брадикининът предизвиква болка, вазодилатация, увеличена съдова пропускливост и хипотония, което води до подуване и възпаление на околната тъкан16. Индуцираното от „Брадикининова буря“ изтичане на течност в белите дробове, комбинирано с излишък на хиалуронова киселина, води до желеподобно вещество, което предотвратява поемането на кислород и освобождаването на въглероден диоксид в белите дробове на тежко засегнатите пациенти с COVID-1942,43.

 

HASs се инхибират от 4-MU (4-methylumbelliferone/4-метилумбелиферон-Hymecromone). Химекромонът е лекарство, използвано в жлъчната терапия43. Използва се като холеретично и спазмолитично лекарство. В Covid-19 отделението на Александровска болница, МУ-София, прилагането на Hymecromone при болни с тежък Covid-19 ARDS даде удивителен резултат.

 

Медикаменти, намаляващи продукцията на брадикинин по различни механизми (Danazol, Stanozolol, Icatibant, Ecallantide, Berinert, Cinryze, Haegarda) също трябва да се имат предвид.

 

Послания за клиничната практика

 

Изказаното по-долу мнение е мое и не ангажира никоя институция.

 

Масовото ваксиниране, което тече по света, не измества въпросa с лечението на COVID-19. Сега е моментът да се прецизират успешни схеми за лечение, убедително доказани чрез надежни клинични проучвания, за да сме готови за появата на следващата SARS-CoV или подобна пандемия. Засега няма общоприета схема, а консенсус за полезен ефект има само за използването на стероиди в определени условия. Текат множество клинични проучвания с потенциални кандидати за ефективно лечение на COVID-1919. Какво може да се обобщи за профилактиката, началния стадий и напредналия COVID-19 с усложнения при хоспитализирани болни?

 

Профилактика: приемането на кверцетин от натурални продукти или хранителни добавки, антистенокардин за стимулиране на производството на интерферон и като антиагрегант, витамин D, цинк, други витамини (за предпочитане от натурални продукти), алкализиращи напитки и продукти, бромхексин на таблети при всички случаи би имал положителен ефект в подготовката на организма за среща с вируса.

 

Начален стадий: блокирането на проникването SARS-CoV 2 в клетките е от първостепенно значение в началото на болестта. Когато в едно телевизионно предаване обърнах внимание на евтиния и достъпен бромхексин, имах предвид именно това, на фона на недостъпността на Camostat mesilate. Много е важно при първите симптоми веднага да се почнат инхалации с бромхексин, амброксол, даже водна пара, заедно с прием на колхицин.

 

Схемата на COVID-19 отделението на Александровска болница включва бромхексин инхалаторно 4 по 1 или 3 по 2 ампули, колхицин  в дози в зависимост от кг и развитието на болестта, антистенокардин 3 по 2, фамотидин 2 по 1, пробитор 2 по 1, аулин 3 по 1 първи ден след това 2 по 1, цинк 3 по 1. Естествено схемата е гъвкава и се реагира според клиничното протичане. Убеден съм, че коктейл протеазни инхибитори ще свърши чудесна работа. Скоро очаквам клиничните проучвания на Camostat mesilate и други инхибитори на TMPRSS2, фурин и катепсин L да дадат резултати, подобни на тези с колхицина.

 

При усложнен COVID-19: освен на рутинно прилаганите противовъзпалителни и антиагреганти, ще си позволя да обърна внимание на животоспасяващия 4-methylumbelliferone (Hymecromone), успешно прилаган в Александровска болница при „Хиалуронова буря“, Baricitinib в случаите на „Цитокинова буря“. С нетърпение очаквам приключването на клиничните изследвания и одобрението на селективния инхибитор на CK2 Silmitasertib (CX-4945) за лечение на тежък COVID-19.

 

Както казах по-горе, в Александровска болница колхицинът се прилага успешно от м. април 2020 г., но за съжаление резултатите не са публикувани или рекламирани. Има опасност това да е съдбата и на инхалаторното приложение на бромхексин (вероятно и на амброксол) и лечението с Hymecromone, чиито ефекти, съм убеден, че скоро ще станат оповестени.

 

Литература

  1. Duan L et al. The SARS-CoV-2 Spike Glycoprotein Biosynthesis, Structure, Function, and Antigenicity: Implications for the Design of Spike-Based Vaccine Immunogens. Front Immunol. 11, 2020:576622. doi: 10.3389/fimmu.2020.576622
  2. Hörnich BF et al. SARS-CoV-2 and SARS-CoV spike-mediated cell-cell fusion differ in the requirements for receptor expression and proteolytic activation. bioRxiv – Microbiology. Pub Date: 2021-01-05, DOI: 10.1101/2020.07.25.221135
  3. Chen XY et al. TNFα inhibitor may be effective for severe COVID-19: learning from toxic epidermal necrolysis. Ther Adv Respir Dis. 2020; 14; 1753466620926800. doi:10.1177/1753466620926800
  4. Bronte V et al. Baricitinib restrains the immune dysregulation in patients with severe COVID-19. J Clin Invest. 2020. https://doi.org/10.1172/JCI141772.
  5. Matsuyama T. et al. An aberrant STAT pathway is central to COVID-19. Cell Death Differ. 2020; 27; 3209.
  6. Mong MA et al. Accelerated hyaluronan concentration as the primary driver of morbidity and mortality in high-risk COVID-19 patients: with therapeutic introduction of an oral hyaluronan inhibitor in the prevention of Induced Hyaluronan Storm Syndrome. medRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2020.04.19.20071647
  7. Garvin MR et al. A mechanistic model and therapeutic interventions for COVID-19 involving a RAS-mediated bradykinin storm. Elife. 2020; 9:e59177.
  8. Benton DJ et al. Receptor binding and priming of the spike protein of SARS-CoV-2 for membrane fusion. Nature.  2020. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2772-0
  9. Azouz NP et al. Alpha 1 Antitrypsin is an Inhibitor of the SARS-CoV2–Priming Protease TMPRSS2. bioRxiv preprint. doi: https://doi.org/10.1101/2020.05.04.077826.
  10. Gioia M et al. Role of proteolytic enzymes in the COVID-19 infection and promising therapeutic approaches. Biochem Pharmacol. 2020; 182; 114225.
  11. Hoffmann M. et al. SARS-CoV-2 Cell Entry Depends on ACE2 and TMPRSS2 and Is Blocked by a Clinically Proven Protease Inhibitor: Cell.  2020; 181; 271-280.e8
  12. Anja Pišlar et al. The role of cysteine peptidases in coronavirus cell entry and replication: The therapeutic potential of cathepsin inhibitors. PLOS Pathogens. 2020; 16: e1009013.
  13. Bestle D et al. TMPRSS2 and furin are both essential for proteolytic activation of SARS-CoV-2 in human airway cells. Life Sci Alliance. 2020; 3; e202000786.
  14. Liu T et al. Cathepsin L-selective inhibitors: A potentially promising treatment for COVID-19 patients. Pharmacol Ther. 2020; 213; 107587.
  15. Chung M et al. SARS-CoV-2 and ACE2: The biology and clinical data settling the ARB and ACEI controversy. j.ebiom. 2020, 58; 102907.
  16. Milne S et al. SARS-CoV-2 receptor ACE2 gene expression and RAAS inhibitors. Lancet Respir Med. 2020; 6; e50-e51.
  17. Mitra P. Virus-Host Cell Interactions and the Viral Life Cycle: Basic Science to Therapeutics Inhibiting fusion with cellular membrane system: therapeutic options to prevent severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 infection X. Am J Physiol Cell Physiol.  2020; 319; C500–C509.
  18. Gheblawi M еt al. Angiotensin-Converting Enzyme 2: SARS-CoV-2 Receptor and Regulator of the Renin-Angiotensin System: Celebrating the 20th Anniversary of the Discovery of ACE2. Circ Res. 2020; 126; 1456-1474.
  19. Sriram K et al. Targeting the renin−angiotensin signaling pathway in COVID-19: Unanswered questions, opportunities, and challenges.  Proc Nat Acad Sci.  2020, 202009875; DOI: 10.1073/pnas.2009875117
  20. 20. Heurich A еt al. TMPRSS2 and ADAM17 cleave ACE2 differentially and only proteolysis by TMPRSS2 augments entry driven by the severe acute respiratory syndrome coronavirus spike protein. Journal of Virology. 2014, 88; 1293–1307.
  21. Sabri NA et al. Management protocols for COVID-19: Will it include targeting ADAM 17. Allied J Med Res. 2020; 1; 53-54.
  22. Fang L et al. Are patients with hypertension and diabetes mellitus at increased risk for COVID-19 infection? [published correction appears in Lancet Respir Med. 8 (6) 2020, e54]. Lancet Respir Med. 2020; 8; e21.
  23. Cannalire R еt al. SARS-CoV-2 Entry Inhibitors: Small Molecules and Peptides Targeting Virus or Host Cells. Int J Mol Sci.  2020; 21; 5707.
  24. Nabavi SF et al. Rationale for Effective Prophylaxis Against COVID‐19 Through Simultaneous Blockade of Both Endosomal and Non‐Endosomal SARS‐CoV‐2 Entry into Host Cell. CTS. First published: 06 January 2021. https://doi.org/10.1111/cts.12949
  25. Shrimp JH et al. An Enzymatic TMPRSS2 Assay for Assessment of Clinical Candidates and Discovery of Inhibitors as Potential Treatment of COVID-19. ACS Pharmacology & Translational Science.  2020; 3; 997-1007.
  26. Ansarin K. Effect of bromhexine on clinical outcomes and mortality in COVID-19 patients: A randomized clinical trial. BioImpacts. 2020; 10; 209-215.
  27. Depfenhart M et al. Potential new treatment strategies for COVID-19: is there a role for bromhexine as add-on therapy? Intern Emerg Med. 2020; 15; 801-812.
  28. Stepanov D, P Lierz. Bromhexine Hydrochloride: Potential Approach to Prevent or Treat Early Stage Novel 2019 Coronavirus Disease. J Infect Dis Epidemiol. 2020; 6; 135.
  29. Ting Li et al. Bromhexine Hydrochloride Tablets for the Treatment of Moderate COVID‐19: An Open‐Label Randomized Controlled Pilot Study. Clinical and Translational Science. 2020.  https://doi.org/10.1111/cts.12881
  30. la Marca G et al. Thermal inactivation of SARS COVID-2 virus: Are steam inhalations a potential treatment?. Life Sci. 2021;265:118801. doi:10.1016/j.lfs.2020.118801
  31. Kumar P. Co-aerosolized Pulmonary Surfactant and Ambroxol for COVID-19 ARDS Intervention: What Are We Waiting for? Front. Bioeng. Biotechnol. 2020; 8; 577172. doi: 10.3389/fbioe.2020.577172
  32. Omonike A et al. Ambroxol Hydrochloride Inhibits the Interaction between Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 Spike Protein’s Receptor Binding Domain and Recombinant Human ACE2. bioRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2020.09.13.295691
  33. Ottonello L et al. In vitro inhibition of human neutrophil histotoxicity by ambroxol: evidence for a multistep mechanism. Br J Pharmacol. 2003; 140; 736-742.
  34. Choi J-P et al. Foistar®(Camostat mesylate) associated with the significant decrease in CRP levels compared to Kaletra®(Lopinavir/Ritonavir) treatment in Korean mild COVID-19 pneumonic patients. medRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2020.12.10.20240689.
  35. Uno Y. Camostat mesilate therapy for COVID-19. Intern Emerg Med. 2020; 15; 1577.
  36. Jo S et al. Characteristics of flavonoids as potent MERS-CoV 3C-like protease inhibitors. Chem. Biol. Drug Des. 2019; 94; 2023.
  37. Abian O et al. Structural stability of SARS-CoV-2 3CLpro and identification of quercetin as an inhibitor by experimental screening. Int J Biol Macromol. 2020; 164;1693.
  38. Bouhaddou M et al.  The Global Phosphorylation Landscape of SARS-CoV-2 Infection. Cell. 2020; 182; 685.
  39. 39. Gordon  DE et al. A SARS-CoV-2 protein interaction map reveals targets for drug repurposing. Nature. 2020; 583; 459.
  40. Schlesinger N еt al. Colchicine in COVID-19: an Old Drug, New Use. Curr Pharmacol Rep. 2020, 1-9. doi:10.1007/s40495-020-00225-6
  41. Colchicine reduces the risk of COVID-19-related complications. January 22, 2021; 22:58 ET | Source: Montreal Heart Institute. colcorona.net.
  42. Hellman U еt al. Рresence of hyaluronan in lung alveoli in severe Covid-19 – an opening for new treatment options? Journal of Biological Chemistry. 2020; 295; 15418.
  43. Nagy N et al. 4-Methylumbelliferone treatment and hyaluronan inhibition as a therapeutic strategy in inflammation, autoimmunity, and cancer. Front. Immunol. 2015; 6; 123.

 

Вашият коментар