CBDA vs COVID – magiczne panaceum czy wielka ściema?

Z początkiem roku przez branżowy internet przelała się niezliczona wręcz ilość informacji dotycząca rzekomego wpływu konopi na leczenie COVID-19, wywoływanego przez wirusa SARS-CoV-2. Te rewelacyjne doniesienia zostały udostępnione niemal na każdej „konopnej” stronie internetowej, Facebook’u, bazie wiedzy, Instagramie, TikToku, wszędzie – ot zwykły klasyczny clickbait. Postanowiliśmy zatem sprawdzić czego konkretnie dotyczyło, a przede wszystkim jak przebiegało, rzeczywiste badanie naukowców z Oregon State University pod przewodnictwem Richarda van Breemena, będące przedmiotem internetowej gorączki.

„Zapal skuna, a nie zachorujesz na COVID”

„Suplementuj olejki minimum 30% CBD, a pokonasz COVIDa”

„Konopie to lekarstwo na wszystko”

„Konopna rewolucja powstrzyma pandemię”.

To tylko niektóre z nagłówków wygenerowanych przez przeklikanie tej samej, często błędnej i niezrozumiałej notki. Konopie nie są panaceum na absolutnie każde schorzenie, a palenie blantów raczej nikogo nie uzdrowi.

O co zatem cała ta „chryja”? Przejdźmy do meritum i przyjrzyjmy się bliżej danym dotyczącym pandemii, budowie samego wirusa, a w konsekwencji temu co tak naprawdę jest w stanie zatrzymać rozwój choroby.

Pandemia – dlaczego potrzebne nam są nowe leki?

COVID-19 to zakaźna choroba wywołująca ostre zapalanie układu oddechowego, a wywołuje ją wirus SARS-CoV-2. W miarę trwania pandemii pojawiło się kilka nowych wariantów SARS-CoV-2, które krążą po całym świecie mutując, a tym samym uodparniając się na wakcynację.

Statystyki brutalnie pokazują, że jako uzupełnienie szczepionek potrzebne są inne, nowe środki terapeutyczne do leczenia lub zapobiegania zakażeniom. W związku z tym badacze z Linus Pauling Institute of Science and Medicine przy Stanowym Uniwersytecie Oregońskim zwrócili uwagę między innymi na kannabinoidy, jako środki pochodzenia roślinnego o bogatej historii stosowania w kontekście wielu chorób.

W styczniu wyniki badania prowadzonego przez Richarda van Breemena i jego ekipę zostały opublikowane w Journal of Natural Products. Naukowcy doszli do przełomowych wniosków – CBDA i CBGA mogą wiązać się z białkiem powierzchniowym SARS-CoV-2, blokując zdolność wirusa do zarażania ludzi.

SARS-CoV-2 – budowa wirusa i co się z tym wiąże?

SARS-CoV-2 członek rodziny Coronaviridae, jest otoczkowym, kulistym wirusem RNA, charakteryzującym się podobnymi do korony „wypustkami” na swojej zewnętrznej powierzchni.

SARS-CoV-2 zawiera nici RNA, które kodują cztery główne białka strukturalne: wypustkę, otoczkę, błonę i nukleokapsyd. Ponadto na cały model tego kolegi składa się 16 białek niestrukturalnych i kilka białek pomocniczych.

Skupmy się na powierzchniowych białkach strukturalnych, czyli charakterystycznych, koronowych „wypustkach”, o długości 9–12 nm, nadających mu wygląd podobny do korony. „S” (z angielskiego spike) to glikoproteina powierzchniowa, odpowiedzialna za interakcję z receptorem na powierzchni ludzkich komórek. To właśnie mechanizm łączenia tych konkretnych białek wirusa z receptorami na powierzchni ludzkich komórek jest najbardziej interesujący w kontekście omawianego eksperymentu.

Każdy etap cyklu infekcji i replikacji wirusa SARS-CoV-2 jest potencjalnym celem interwencji przeciwwirusowej, w tym wejście do komórki, replikacja genomu, dojrzewanie wirusa lub uwalnianie go. Jednak wiązanie wirusowego białka „wypustkowego” SARS-CoV-2 z enzymem konwertującym angiotensynę-2 (ACE2) receptora powierzchni ludzkich komórek jest krytycznym etapem podczas infekcji komórek ludzkich.

Mówiąc po ludzku moment kiedy wirus przyczepia się do białek zlokalizowanych na powierzchni komórek jest idealnym celem ataku, doskonałym miejscem dla wprowadzenia leku. W momencie zablokowania tego połączenia nie dojdzie do ekspresji wirusa, a tym samym do ostrego przebiegu zakażenia.

W związku z tym inhibitory wnikania do komórek mogą być stosowane w celu zapobiegania zakażeniu SARS-CoV-2, a także skrócenia przebiegu infekcji COVID-19.

Selekcja powinowactwa i szukanie fitoligandów – science fiction, czy dzień jak co dzień w laboratorium?

Naukowcy uzbrojeni w wiedzę dotyczącą budowy komórkowej samego wirusa, zastosowali technikę analityczną jaką jest spektrometria mas z selekcją powinowactwa AS-MS.

Technika ta jest obecnie traktowana jako niezwykle popularne uzupełnienie tradycyjnych technologii odkrywania leków. Co do zasady AS-MS ocenia sposób wiązania cząsteczek potencjalnego leku z unieruchomionymi receptorami.

AS-MS polega na inkubacji receptora, takiego jak białkowe „wypustki” SARS-CoV-2, z mieszaniną możliwych ligandów (czyli cząsteczek przyczepiających się do niego i blokujących jego wejście do infekowanej komórki), takich jak ekstrakt botaniczny, w tym konkretnym przypadku – konopny. Kompleksy ligand-receptor są oddzielane od cząsteczek niewiążących za pomocą jednej z kilku metod, takich jak ultrafiltracja, wykluczanie sferyczne lub mikrokulki magnetyczne, a następnie do charakteryzowania wykorzystuje się wysokosprawną chromatografię cieczową HPLC.

Zespół Breemana zastosował dokładnie takie podejście analityczne. Przekładając cały ten naukowy bełkot na język zrozumiały dla statystycznego Kowalskiego – z cząsteczki wirusa wycina się część odpowiedzialną za początek infekcji, czyli białkową „wypustkę” i unieruchamia „przyklejając” do mikrokulek magnetycznych, a następnie kompleks taki wrzuca się do koktajlu, w którym pływają różne fitozwiązki. Te które mają odpowiednie powinowactwo do białka wirusa łączą się z nim, reszta jest wypłukiwana.

Następnie w „koktajlu” umieszcza się magnetyczny pręt, za pomocą którego „wyciąga” się odpowiednie kompleksy „wirus-ligand” i umieszcza je w rozpuszczalniku, dzięki któremu spowinowacone ligandy „odklejają się” od białkowej „wypustki” wirusa, pozostają w roztworze rozpuszczalnika i mogą być z powodzeniem zbadane chromatograficznie. Całość tego zawiłego procesu tłumaczy poniższy schemat:

Za pomocą tej techniki zidentyfikowano kilka ligandów kannabinoidowych i uszeregowano je według stopnia powinowactwa do białkowych „wypustek”. Potwierdzono, że dwa kannabinoidy o najwyższym stopniu powinowactwa, kwas kannabidiolowy (CBDA) i kwas kannabigerolowy (CBGA), blokują infekcję ludzkich komórek nabłonka płuc. Co ważniejsze, zarówno CBDA, jak i CBGA blokują infekcję oryginalnego żywego wirusa SARS-CoV-2 oraz jego wariantów, w tym alfa i beta.

Jakie są więc szanse, że kannabinoidy staną się terapią COVID-19?

Mimo oczywistego hurraoptymizmu, musimy pamiętać że badania ekipy Breemana ograniczają się wyłącznie do hodowli komórkowej, która nie uwzględnia wpływu kannabinoidów na organizm ludzki jako złożonego systemu.

Wpływ tych związków na system biologiczny jest znacznie trudniejszy do przewidzenia, nawet po wykazaniu potencjału blokowania SARS-CoV-2 na poziomie pojedynczej komórki. Odtworzenie obserwowanych efektów w złożonym ludzkim ciele może okazać się niebywale trudne.

Wg jednego z cytowanych tekstów transfer dawki ze skali komórkowego eksperymentu na organizm ludzki, mówi o dawkach od kilkudziesięciu do kilkustet mg CBDA dziennie, aby efekt terapeutyczny był zauważalny. Należy również pamiętać o interakcji tych związków z układem endokannabinoidowym, co zdecydowanie wpłynie na zmniejszenie dostępnej dawki terapeutycznej. Inaczej mówiąc nie całe CBDA w organizmie pójdzie walczyć z COVIDem :).

Tak jak na załączonym schemacie potrzebne jest regularne zażywanie stałej dawki, aby można było mówić o efekcie terapeutycznym.

Kwas kannabigerolowy – CBGA, czyli kannabinoid matka, jest wytwarzany przez konopie z początkiem formowania się kwiatostanów. W późniejszej fazie rozwoju, za sprawą wielu enzymów (tzw. syntaz) i szlaków metabolicznych jest przekształcany w inne kannabinoidy, między innymi CBDA i THCA.

Formy kwasowe istnieją zatem w tzw. surowej roślinie. W czasie palenia, waporyzacji suszu, bądź produkcji klasycznych olejków CBD formy te ulegają dekarboksylacji i przekształcają się w formy aktywne.

Sposobem na zachowanie kwasowych form kannabinoidów jest produkcja olejków RAW, w których formy kwasowe pozostają w niezmienionej formie. Otwiera to przed producentami nowe możliwości wytwarzania suplementów o coraz szerszym działaniu terapeutycznym.

(Olga Jabłońska)

Bibliografia:

[1] Cannabinoids Block Cellular Entry of SARS-CoV-2 and the Emerging Variants

Richard B van Breemen, Ruth N Muchiri, Timothy A Bates, Jules B Weinstein, Hans C Leier, Scotland Farley, Fikadu G Tafesse.

J Nat Prod. 2022 Jan 28;85(1):176-184

[2] Will Cannabis or Cannabinoids Protect You from SARS-CoV-2 Infection or Treat COVID-19?

Brown J.D., Goodin A.J.

Med Cannabis Cannabinoids 2022;5:32–35

[3] Affinity selection-mass spectrometry screening techniques for small molecule drug discovery

D Allen Annis, Elliot Nickbarg, Xianshu Yang, Michael R Ziebell, Charles E Whitehurst

Curr Opin Chem Biol. 2007 Oct;11(5):518-26