Antiviral and virucidal activity of sodium deoxyribonucleate and its complex with iron against viruses of different kingdoms and families

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. The urgent problem of modern medicine is the fight against acute respiratory viral infections (ARVI). To combat ARVI, drugs of wide antiviral potency are needed, as well as immunomodulating drugs. Such antiviral and immunomodulatory effects has sodium deoxyribonucleate (DNA-Na) and its complex with iron (DNA-Na-Fe) developed on the basis of double-stranded DNA of natural origin.

Aim of the study: To assess antiviral and virucidal activity of DNA-Na and DNA-Na-Fe against viruses of different kingdoms and families.

Materials and methods. Antiviral and virucidal activity of DNA-Na and DNA-Na-Fe was assessed in cell cultures infected with viruses.

Results and discussion. DNA-Na and DNA-Na-Fe had antiviral activity against adenovirus at concentrations of 250–1000 mcg/ml. Antiviral effect of both drugs was not detected in case of poliovirus. DNA-Na and DNA-Na-Fe had antiviral activity against coronavirus in all administration schemes. EC50 for DNA-Na ~ 2500 mcg/ml, for DNA-Na-Fe ~ 1000 mcg/ml. In cells treated with DNA-Na-Fe, secretion of following pro–inflammatory cytokines was detected: Interleukin (IL) 1β, IL-2, IL-6, IL-18, interferon-α (IFN-α), IFN-γ, as well as anti-inflammatory cytokines: IL-4, IL-10, antagonist of IL-1 receptor. Evidently, DNA-Na and DNA-Na-Fe have antiviral effect, but mechanism of action does not seem to be associated with specific effect on viral replication. Presence of virucidal activity of drugs against representatives of Coronaviridae, Adenoviridae, Picornaviridae, Retroviridae, Herpesviridae in vitro test in range of 1.0–3.0 lg TCID50 was identified.

Conclusion. Presence of simultaneous antiviral and virucidal activity of DNA-Na and DNA-Na-Fe against adeno- and coronaviruses shows their prospects for prevention and treatment of ARVI.

About the authors

Dmitry N. Nosik

D.I. Ivanovsky Institute of Virology of National Reseach Center for Epidemiology and Microbiology named after Honorary Academician N.F. Gamaleya

Email: dnnosik@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5757-5671

Professor, Head of the Laboratory of Antiviral and disinfectants

Russian Federation, 123098, Moscow

Lyudmila B. Kalnina

D.I. Ivanovsky Institute of Virology of National Reseach Center for Epidemiology and Microbiology named after Honorary Academician N.F. Gamaleya

Email: klb3@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2702-8578

candidate biological sciences, Leading Researcher of the Laboratory antiviral and disinfectants

Russian Federation, 123098, Moscow

Olga A. Lobach

D.I. Ivanovsky Institute of Virology of National Reseach Center for Epidemiology and Microbiology named after Honorary Academician N.F. Gamaleya

Email: victoriola@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9351-6433

candidate biological sciences, Senior Researcher of the Laboratory antiviral and disinfectants

Russian Federation, 123098, Moscow

Marina S. Chataeva

D.I. Ivanovsky Institute of Virology of National Reseach Center for Epidemiology and Microbiology named after Honorary Academician N.F. Gamaleya

Email: mschat@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5379-2406

researcher of the laboratory antiviral and disinfectants

Russian Federation, 123098, Moscow

Elena V. Berezhnaya

D.I. Ivanovsky Institute of Virology of National Reseach Center for Epidemiology and Microbiology named after Honorary Academician N.F. Gamaleya

Email: elvenel@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-1551-718X

junior researcher of the laboratory antiviral and disinfectants

Russian Federation, 123098, Moscow

Marina S. Bochkova

D.I. Ivanovsky Institute of Virology of National Reseach Center for Epidemiology and Microbiology named after Honorary Academician N.F. Gamaleya

Email: bochkovams1@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9295-8379

candidate biological sciences, Leading Researcher of the Laboratory antiviral and disinfectants

Russian Federation, 123098, Moscow

Irina A. Kiseleva

D.I. Ivanovsky Institute of Virology of National Reseach Center for Epidemiology and Microbiology named after Honorary Academician N.F. Gamaleya

Email: iakiseleva@ya.ru
ORCID iD: 0000-0003-3693-6081

candidate biological sciences, Leading Researcher of the Laboratory antiviral and disinfectants

Russian Federation, 123098, Moscow

Lyudmila M. Selimova

D.I. Ivanovsky Institute of Virology of National Reseach Center for Epidemiology and Microbiology named after Honorary Academician N.F. Gamaleya

Email: lselim@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3709-770X

doctor Biological Sciences, Associate Professor, Leading Researcher of the Laboratory antiviral and disinfectants

Russian Federation, 123098, Moscow

Nikolai N. Nosik

D.I. Ivanovsky Institute of Virology of National Reseach Center for Epidemiology and Microbiology named after Honorary Academician N.F. Gamaleya

Author for correspondence.
Email: nosiknn@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1943-6536

Doctor of Medical Sciences, Professor, Head of the Laboratory of Virus Ontogeny

Russian Federation, 123098, Moscow

References

  1. L’vov D.K., ed. Guidance to Virology: Viruses and Viral Infections of Humans and Animals [Rukovodstvo po virusologii: Virusy i virusnye infektsii cheloveka i zhivotnykh]. Moscow: MIA; 2013. (in Russian)
  2. Temporary guidelines. Prevention, diagnosis, and treatment of novel coronavirus infection (COVID-19). Version 15; 2022. Available at: https://static-0.minzdrav.gov.ru/system/attachments/attaches/000/059/392/original/ВМР_COVID-19_V15.pdf (in Russian)
  3. Nosik D.N., Kaplina E.N. Ferrovir. Experience of Application in Experimental and Medical Practice [Ferrovir. Opyt primeneniya v eksperimental’noy i lechebnoy praktike]. Moscow: Nauchnaya kniga; 2005. (in Russian)
  4. Nosik D.N., Nosik N.N., Kaplina E.N., Kalnina L.B., Kiseleva I.A., Kondrashina N.G., et al. Activity of «Ferrovir» preparation towards RNA and DNA viruses. Voprosy virusologii. 2002; 47(3): 21–3. (in Russian)
  5. Besednova N.N., Makarenkova I.D., Fedyanina L.N., Avdeeva Zh.I., Kryzhanovskiy S.P., Kuznetsova T.A., et al. Prokaryotic and eukaryotic DNA in prevention and treatment of infectious diseases. Antibiotiki i khimioterapiya. 2018; 63(5-6): 52–67. (in Russian)
  6. Mironov A.N., Bunatyan N.D. Guidelines for Conducting Preclinical Studies of Medicinal Products [Rukovodstvo po provedeniyu doklinicheskikh issledovaniy lekarstvennykh sredstv]. Moscow; 2012. (in Russian)
  7. Mosmann T. Rapid Colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays. J. Immunol. Methods. 1983; 65(1-2): 55–63. https://doi.org/10.1016/0022-1759(83)90303-4
  8. Nosik D.N., Nosik N.N. Fight against viruses. Disinfection [Bor’ba s virusami. Dezinfektsiya]. Moscow: MIA; 2018. (In Russian)
  9. Guidelines R 4.2.3676-20. Methods of laboratory research and testing of disinfectants to evaluate their effectiveness and security. Moscow; 2020. (in Russian)
  10. Handbook of COVID-19 Prevention and Treatment. The First Affiliated Hospital, Zhejlang University School of Medicine; 2020. Available at: https://globalce.org/downloads/Handbook_of_COVID_19_Prevention_en_Mobile.pdf
  11. Nosik D., Kaplina E., Nosik N., Kalnina L., Tsutsumi R., Miura Y., et al. A Fe3+/DNA Complex induces an anti-human immunodeficiency virus factor(s) in CD4+ lymphocyte cell lines. Acta Virol. 1999; 43(1): 25–30.
  12. Harandi A.M., Eriksson K., Holmgren J. A protective role of locally administered immunostimulatory CpG oligodeoxynucleotide in a mouse model of genital herpes infection. J. Virol. 2003; 77(2): 953–62. https://doi.org/10.1128/jvi.77.2.953-962.2003
  13. Iwasaki A., Medzhitov R. Toll-like receptor control of the adaptive immune responses. Nat. Immunol. J. 2004; 5(10): 987–95. https://doi.org/10.1038/ni1112
  14. Kumagai Y., Takeuchi O., Akira S. Pathogen recognition by innate receptors. J. Infect. Chemother. 2008; 14(2): 86–92. https://doi.org/10.1007/s10156-008-0596-1
  15. Sauter M.M., Gauger J.J., Brandt C.R. Oligonucleotides designed to inhibit TLR9 block Herpes simplex virus type 1 infection at multiple steps. Antiviral. Res. 2014; 109: 83–96. https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2014.06.015
  16. Selimova L.M., Kalnina L.B., Kaplina E.N., Nosik D.N. The effect of Ferrovir on to expression of surface markers of activation by cells neoplastic line MT-4. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 2017; 62(6): 355–9. https://doi.org/10.18821/0869-2084-2017-62-6-355-359 (in Russian)
  17. Kalnina L.B., Selimova L.M., Kaplina E.N., Nosik D.N. Expression of integrins β1, α4 and cell adhesion molecule ICAM-1 in the presence of sodium deoxyribonucleate with Ferrum complex (DNA-NA-FE) by MT-4 cells transformed by human T-lymphotropic virus type 1 (Retroviridae: orthoretrovirinae: deltaretrovirus: human T-lymphotropic virus type 1). Voprosy virusologii. 2021; 66(3): 227–32. https://doi.org/10.36233/0507-4088-57 (in Russian)
  18. Shogan B., Kruse L., Mulamba G., Hu A., Coen D. Virucidal activity of a GT-Rich oligonucleotide against herpes simplex virus mediated by glycoprotein B. J. Virol. 2006; 80(10): 4740–7. https://doi.org/10.1128/jvi.80.10.4740-4747.2006

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2022 Nosik D.N., Kalnina L.B., Lobach O.A., Chataeva M.S., Berezhnaya E.V., Bochkova M.S., Kiseleva I.A., Selimova L.M., Nosik N.N.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».