Противовирусная активность водного экстракта базидиального гриба Inonotus obliquus в отношении вируса SARS-CоV-2 (Coronaviridae: Betacoronavirus: Sarbecovirus) в экспериментах in vivo на мышах линии BALB/с

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Продолжающаяся пандемия COVID-19 в сочетании с сезонными вспышками респираторных вирусных инфекций требует направленной противовирусной профилактики общеукрепляющими, иммуностимулирующими препаратами. В ряду малотоксичных, но в то же время активных в отношении нескольких вирусов одновременно препаратов выделяют соединения природного происхождения. Одним из самых известных является водный экстракт базидиального гриба Inonotus obliquus, плодовое тело которого носит название чага.

Цель работы – изучение in vivo противовирусной активности экстракта базидиального гриба I. obliquus в отношении вируса SARS-CoV-2.

Материалы и методы. В качестве исследуемого соединения применяли образец (20-17) экстракта базидиального гриба I. obliquus. В работе использовали штамм геноварианта омикрон ВА.5.2 вируса SARS-CoV-2. Эксперименты проводили на мышах BALB/c, полученных из питомника ФБУН ГНЦ БВ «Вектор» Роспотребнадзора. Вирусная нагрузка SARS-CoV-2 была определена с помощью количественной ПЦР-РВ с обратной транскрипцией. Тяжесть поражения тканей лёгких оценивали гистологическими методами.

Результаты. Определена оптимальная концентрация водного экстракта базидиального гриба I. obliquus для внутрижелудочного введения мелким лабораторным животным. Изучена противовирусная активность водного экстракта базидиального гриба I. obliquus в отношении генетического варианта омикрон ВА.5.2 вируса SARS-CoV-2 на модели инбредных мышей линии BALB/c. Определены максимальные значения вирусной нагрузки в тканях лёгких экспериментальных животных через 72 ч после интраназального инфицирования в дозе 2,85 lg ЦПД50. Методом количественной ПЦР-РВ определено достоверное снижение вирусной нагрузки относительно контроля на 4,65 и 5,72 lg копий/мл в тканях лёгких и носовой полости соответственно. Гистологическими методами выявлена зависимость уменьшения количества и частоты наблюдаемых патоморфологических изменений тканей лёгких мышей с введением исследуемого соединения.

Заключение. Полученные результаты свидетельствуют о возможности применения водного экстракта базидиального гриба I. obliquus в качестве профилактического средства против циркулирующих геновариантов вируса SARS-CoV-2.

Об авторах

Андрей Владимирович Шиповалов

ФБУН «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора

Автор, ответственный за переписку.
Email: shipovalov_av@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0003-1201-8307

научный сотрудник отдела «Коллекция микроорганизмов»

Россия, 630559, р.п. Кольцово, Новосибирская область

Глеб Александрович Кудров

ФБУН «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора

Email: kudrov_ga@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-8251-7040

младший научный сотрудник отдела «Коллекция микроорганизмов»

Россия, 630559, р.п. Кольцово, Новосибирская область

Михаил Юрьевич Карташов

ФБУН «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора

Email: kartashov_myu@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-7857-6822

к.м.н., научный сотрудник отдела молекулярной вирусологии флавивирусов и вирусных гепатитов

Россия, 630559, р.п. Кольцово, Новосибирская область

Ирина Альбертовна Драчкова

ФБУН «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора

Email: drachkova_ia@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-2522-1657

к.б.н., научный сотрудник отдела «Коллекция микроорганизмов»

Россия, 630559, р.п. Кольцово, Новосибирская область

Олег Викторович Пьянков

ФБУН «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора

Email: pyankov_ov@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0003-3340-8750

к.б.н., заведующий отделом «Коллекция микроорганизмов»

Россия, 630559, р.п. Кольцово, Новосибирская область

Владимир Вилорьевич Омигов

ФБУН «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора

Email: omigov_vv@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-2028-6099

к.м.н., ведущий научный сотрудник отдела микроскопических исследований

Россия, 630559, р.п. Кольцово, Новосибирская область

Олег Святославович Таранов

ФБУН «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора

Email: taranov_os@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-6746-8092

заведующий отделом микроскопических исследований

Россия, 630559, р.п. Кольцово, Новосибирская область

Тамара Владимировна Теплякова

ФБУН «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора

Email: teplyakova_tv@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0003-4754-5051

д.б.н., профессор, заведующая лабораторией микологии отдела биофизики и экологических исследований

Россия, 630559, р.п. Кольцово, Новосибирская область

Список литературы

  1. Zhu N., Zhang D., Wang W., Li X., Yang B., Song J., et al. Novel Coronavirus Investigating and Research Team, A novel coronavirus from patients with pneumonia in China, 2019. N. Engl. J. Med. 2020; 382(8): 727–33. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2001017
  2. Zhang B., Zhou X., Qiu Y., Song Y., Feng F., Feng J., et al. Clinical characteristics of 82 death cases with COVID-19. PLoS One. 2020; 15(7): e0235458. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0235458
  3. Tay M.Z., Poh C.M., Rénia L., MacAry P.A., Ng L.F.P. The trinity of COVID-19: Immunity, inflammation and intervention. Nat. Rev. Immunol. 2020; 20(6): 363–74. https://doi.org/10.1038/s41577-020-0311-8.4
  4. WHO. Coronavirus disease (COVID-19) dashboard; 2023. Available at: https://covid19.who.int
  5. Акимкин В.Г., Семененко Т.А., Углева С.В., Дубоделов Д.В., Кузин С.Н., Яцышина С.Б. и др. COVID-19 в России: эпидемиология и молекулярно-генетический мониторинг. Вестник Российской академии медицинских наук. 2022; 77(4); 254–60. https://doi.org/10.15690/vramn2121 EDN: https://elibrary.ru/dozijs
  6. Киселева И.В., Ларионова Н.В., Григорьева Е.П., Ксенафонтов А.Д., Аль Фаррух М.А., Руденко Л.Г. Особенности циркуляции респираторных вирусов в пред- и пандемические по гриппу и COVID-19 периоды. Инфекция и иммунитет. 2021; 11(6): 1009–19. https://doi.org/10.15789/2220-7619-SFO-1662 EDN: https://elibrary.ru/higkam
  7. Bimonte S., Crispo A., Amore A., Celentano E., Cuomo A., Cascella M. Potential antiviral drugs for SARS-Cov-2 treatment: preclinical findings and ongoing clinical research. In Vivo. 2020; 34(3 Suppl.): 1597–602. https://doi.org/10.21873/invivo.11949
  8. Hamza A., Ghanekar S., Kumar D.S. Current trends in health-promoting potential and biomaterial applications of edible mushrooms for human wellness. Food Biosci. 2022; 51: 102290. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2022.102290
  9. Теплякова Т.В., Косогова Т.А. Высшие грибы Западной Сибири – перспективные объекты для биотехнологии лекарственных препаратов. Новосибирск; 2014.
  10. Martel J., Ko Y.F., Ojcius D.M., Lu C.C., Chang C.J., Lin C.S., et al. Immunomodulatory properties of plants and mushrooms. Trends Pharmacol. Sci. 2017; 38(11): 967–81. https://doi.org/10.1016/j.tips.2017.07.006
  11. Lu Y., Jia Y., Xue Z., Li N., Liu J., Chen H. Recent developments in Inonotus obliquus (Chaga mushroom) polysaccharides: Isolation, structural characteristics, biological activities and application. Polymers. 2021; 13(9): 1441. https://doi.org/10.3390/polym13091441
  12. Pan H.H., Yu X.T., Li T., Wu H.L., Jiao C.W., Cai M.H., et al. Aqueous extract from a Chaga medicinal mushroom, Inonotus obliquus (higher basidiomycetes), prevents herpes simplex virus entry through inhibition of viral-induced membrane fusion. Int. J. Med. Mushrooms. 2013; 15(1): 29–38. https://doi.org/10.1615/intjmedmushr.v15.i1.40
  13. Носик Д.Н., Носик Н.Н., Теплякова Т.В., Лобач О.А., Киселева И.А., Кондрашина Н.Г. и др. Противовирусная активность экстрактов базидиомицетов и гуминовых соединений в отношении вируса иммунодефицита человека (Retroviridae: Orthoretrovirinae: Lentivirus: Human immunodeficiency virus 1) и вируса простого герпеса (Herpesviridae: Simplexvirus: Human alphaherpesvirus 1). Вопросы вирусологии. 2020; 65(5): 276–83. https://doi.org/10.36233/0507-4088-2020-65-5-4 EDN: https://elibrary.ru/hfbppn
  14. Теплякова Т.В., Ильичева Т.Н., Маркович Н.А. Перспективы создания препаратов против гриппа на основе лекарственных грибов (обзор). Прикладная биохимия и микробиология. 2020; 56(5): 409–18. https://doi.org/10.31857/S0555109920050141 EDN: https://elibrary.ru/tnqiib
  15. Garber A., Barnard L., Pickrell C. Review of whole plant extracts with activity against herpes simplex viruses in vitro and in vivo. J. Evid. Based. Integr. Med. 2021; 26: 2515690X20978394. https://doi.org/10.1177/2515690X20978394
  16. Chun S., Gopal J., Muthu M. Antioxidant activity of mushroom extracts/polysaccharides—Their antiviral properties and plausible antiCOVID-19 properties. Antioxidants. 2021; 10(12): 1899. https://doi.org/10.3390/antiox10121899
  17. Eid J.I., Das B., Al-Tuwaijri M.M., Basal W.T. Targeting SARS-CoV-2 with Chaga mushroom: An in silico study toward developing a natural antiviral compound. Food Sci. Nutr. 2021; 9(12): 6513–23. https://doi.org/10.1002/fsn3.2576
  18. Arunachalam K., Sasidharan S.P., Yang X. A concise review of mushrooms antiviral and immunomodulatory properties that may combat against COVID-19. Food Chem. Adv. 2022; 1: 100023. https://doi.org/10.1016/j.focha.2022.100023
  19. Teplyakova T.V., Pyankov O.V., Safatov A.S., Ovchinnikova A.S., Kosogova T.A., Skarnovich M.O., et al. Water extract of the Chaga medicinal mushroom, Inonotus obliquus (Agaricomycetes), inhibits SARS-CoV-2 replication in vero E6 and vero cell culture experiments. Int. J. Med. Mushrooms. 2022; 24(2): 23–30. https://doi.org/10.1615/IntJMedMushrooms.2021042012
  20. Rockx B., Kuiken T., Herfst S., Bestebroer T., Lamers M.M., Oude Munnink B.B., et al. Comparative pathogenesis of COVID-19, MERS, and SARS in a nonhuman primate model. Science. 2020; 368(6494): 1012–5. https://doi.org/10.1126/science.abb7314
  21. Gu H., Chen Q., Yang G., He L., Fan H., Deng Y.Q., et al. Adaptation of SARS-CoV-2 in BALB/c mice for testing vaccine efficacy. Science. 2020; 369(6511): 1603–7. https://doi.org/10.1126/science.abc4730
  22. Теплякова Т.В., Пьянков О.В., Скарнович М.О. Ингибитор репликации коронавируса SARS-CoV-2 на основе водного экстракта гриба Inonotus obliquus. Патент РФ № 2741714 C1; 2021.
  23. Reed L.J., Muench H. A simple method of estimating fifty per cent endpoints. Am. J. Hyg. 1938; 27(3): 493–7. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.aje.a118408
  24. FELASA recommendations for the health monitoring of mouse, rat, hamster, guinea pig and rabbit colonies in breeding and experimental units. Lab. Anim. 2014; 48(3): 178–92. https://doi.org/10.1177/0023677213516312
  25. Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. Washington: National Academies Press; 2011. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK54050
  26. American Veterinary Medical Association. AVMA Guidelines for the Euthanasia of Animals: 2020 Edition. Available at: https://www.avma.org/sites/default/files/2020-02/Guidelines-on-Euthanasia-2020.pdf
  27. Миронов А.Н., Бунатян Н.Д., Васильев А.Н. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. М.: Гриф и К; 2012.
  28. Разумов И.А., Казачинская Е.И., Пучкова Л.И., Косогова Т.А., Горбунова И.А., Локтев В.Б. и др. Протективная активность водных экстрактов из высших грибов при экспериментальной герпесвирусной инфекции у белых мышей. Антибиотики и химиотерапия. 2013; 58(9-10): 8–12. EDN: https://elibrary.ru/nfgiex
  29. Basal W.T., Elfiky A., Eid J. Chaga medicinal mushroom Inonotus obliquus (Agaricomycetes) terpenoids may interfere with SARS-CoV-2 spike protein recognition of the host cell: a molecular docking study. Int. J. Med. Mushrooms. 2021; 23(3): 1–14. https://doi.org/10.1615/IntJMedMushrooms.2021037942
  30. Zhou H., Møhlenberg M., Thakor J.C., Tuli H.S., Wang P., Assaraf Y.G., et al. Sensitivity to vaccines, therapeutic antibodies, and viral entry inhibitors and advances to counter the SARS-CoV-2 Omicron variant. Clin. Microbiol. Rev. 2022; 35(3): e00014–22. https://doi.org/10.1128/cmr.00014-22
  31. Шиповалов А.В., Кудров Г.А., Томилов А.А., Боднев С.А., Болдырев Н.Д., Овчинникова А.С. и др. Изучение восприимчивости линий мышей к вызывающим обеспокоенность вариантам вируса SARS-CoV-2. Проблемы особо опасных инфекций. 2022; (1): 148–55. https://doi.org/10.21055/0370-1069-2022-1-148-155
  32. Zhang Y.N., Zhang Z.R., Zhang H.Q., Li N., Zhang Q.Y., Li X.D., et al. Different pathogenesis of SARS-CoV-2 Omicron variant in wild-type laboratory mice and hamsters. Signal Transduct. Target. Ther. 2022; 7(1): 62. https://doi.org/10.1038/s41392-022-00930-2
  33. Halfmann P.J., Iida S., Iwatsuki-Horimoto K., Maemura T., Kiso M., Scheaffer S.M., et al. SARS-CoV-2 Omicron virus causes attenuated disease in mice and hamsters. Nature. 2022; 603(7902): 687–92. https://doi.org/10.1038/s41586-022-04441-6

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Вирусная нагрузка в образцах 10% гомо- генатов тканей лёгких (а) и носовой полости (б) мышей линии BALB/c на 4-е сутки после интра- назальной инокуляции геновариантом омикрон ВА.5.2 вируса SARS-CoV-2. Вирусная нагрузка выражена в lg копий/мл. Индивидуальные значе- ния представлены точками, 95% доверительный интервал – вертикальной линией. Значения p над скобками представляют собой тест Манна–Уитни, сравнение группы терапии с контролем.

Скачать (134KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Гистологические срезы лёгких мышей BALB/c, инфицированных вирусом SARS-CoV-2. Окраска – гематоксилин и эозин. Контрольная группа: а – снижение воздушности лёгочной паренхимы (дистелектаз), периваскулярная воспалительноклеточная инфильтрация; в – область резкого снижения воздухонаполнения лёгкого (дистелектаз), бронхи без изменений; д – очаг воспаления с клеточным детритом – на микроснимке в центре, рядом сосуд в состоянии периваскулярной инфильтрации (внизу слева). Экс- периментальная группа: б – гиперемия сосудов, снижение воздухонаполнения паренхимы, бронхи не изменены; г – паренхима в состоянии нормального воздухонаполнения, мелкий локус отёка; е – зона умеренного снижения воздушности на фоне сосудистой гиперемии, бронхи не изменены.

Скачать (1MB)
Метаданные

© Шиповалов А.В., Кудров Г.А., Карташов М.Ю., Драчкова И.А., Пьянков О.В., Омигов В.В., Таранов О.С., Теплякова Т.В., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии 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».