Codonopsis lanceolata, mais comumente referido como "deodeok", é usado como uma erva medicinal na Coreia do Sul. É cultivado em grandes quantidades e tem sido parte integrante da culinária coreana ao longo da história. Aster koraiensis, ou starwort coreana, é uma flor comum que se assemelha a uma margarida, que só é encontrada na península coreana.

Uma equipe de pesquisadores liderada pelo diretor C. Justin LEE do Instituto de Ciências da Vida (Centro de Cognição e Socialidade) do Instituto de Ciências Básicas (IBS), Coreia do Sul, anunciou recentemente a descoberta de novos compostos antivirais derivados desses dois nativos coreanos plantas.

Os pesquisadores descobriram que as saponinas encontradas nessas plantas eram particularmente eficazes na inibição da infecção por SARS-CoV-2, bloqueando a fusão da membrana , o que permite que os vírus invadam as células hospedeiras. Essas descobertas foram publicadas na Antiviral Research em outubro de 2022 e na Antimicrobial Agents and Chemotherapy em novembro de 2022.

Sabe-se que os coronavírus entram nas células humanas por meio de endossomos ou fusão nas membranas plasmáticas. Em ambas as vias, um processo conhecido como "fusão de membranas" deve ocorrer entre o envelope do coronavírus e a membrana celular. A equipe de pesquisa revelou que duas saponinas (astersaponina I e lansemaside A) encontradas nas duas plantas mencionadas são capazes de bloquear essa fusão da membrana entre o coronavírus e as células humanas, bloqueando efetivamente todas as maneiras pelas quais o vírus pode infectar seu hospedeiro.

A equipe de pesquisa primeiro fez um modelo de infecção por SARS-CoV-2 usando células pulmonares humanas que superexpressam a proteína do receptor ACE2 e um pseudovírus que expressa a proteína do pico viral em sua superfície, que pode ser usada no centro de pesquisa de nível 2 de biossegurança relativamente menos restritivo. As células foram tratadas com astersaponina I e lansemaside A para testar o efeito inibidor dos compostos na infecção por vírus.

Verificou-se que ambas as saponinas tinham um valor IC 50 (metade da concentração inibitória máxima) de 2 ?M, indicando que eram altamente eficazes em impedir que o coronavírus entrasse na célula. Os mesmos resultados foram confirmados em experimentos subsequentes usando coronavírus autênticos reais, e a infecção foi suprimida com quase a mesma eficiência. Mais importante, o efeito inibitório foi idêntico para todas as variantes do SARS-CoV-2, como o omicron.

Astersaponina I e lansemaside A são saponinas triterpenóides. Ambos têm estruturas centrais de hidrocarbonetos (ou núcleo) muito semelhantes às do colesterol, que é o principal componente das membranas celulares. além de uma cadeia polissacarídica ligada a um lado. A parte central dessas saponinas se liga prontamente à membrana celular graças à sua semelhança com o colesterol. Quando a molécula penetra na membrana celular, a longa cadeia de açúcar se projeta para fora da membrana celular. Acredita-se que esse açúcar saliente é o que impede a fusão da membrana celular com o envelope do coronavírus.

As variantes do SARS-CoV-2, como o omicron, são mais infecciosas do que a original devido às mutações na proteína spike, o que aumenta sua afinidade de ligação com o receptor da célula ACE2. No entanto, por mais que as variantes do SARS-CoV-2 aumentem sua afinidade, ele não conseguirá entrar na célula se todo o processo de fusão da membrana, que ocorre após a ligação viral ao receptor, for bloqueado. Ou seja, o inibidor de fusão de membrana pode prevenir efetivamente a infecção de variantes de SARS-CoV-2, independentemente de sua afinidade com o receptor de células humanas.

No passado, a equipe da IBS trabalhou em conjunto com o Dr. Kim Seungtaek do Korea Pasteur Institute e descobriu outra saponina triterpenóide natural chamada platicotina D da flor do balão. Esta saponina também se mostrou eficaz contra a infecção por SARS-CoV-2. Esta pesquisa foi publicada na revista Experimental & Molecular Medicine em maio de 2021.

Armados com esse conhecimento, os pesquisadores da IBS em colaboração com a equipe do Prof. Han Sunkyu do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST) exploraram a criação de saponinas sintéticas com efeitos potencialmente ainda mais poderosos. A equipe conjunta fez e testou uma dúzia de saponinas sintéticas que possuem diferentes cadeias de polissacarídeos com diferentes comprimentos e tipos de açúcares. Descobriu-se que uma dessas saponinas tem atividade até duas vezes maior que a da platycodin D. Esta pesquisa foi publicada na edição de outubro de 2022 da revista Bioorganic Chemistry .

O diretor C. Justin Lee declarou: "As saponinas naturais contidas nessas plantas são os principais constituintes de muitos alimentos e fitoterápicos que são facilmente acessíveis na vida cotidiana. Quando ingeridos, podem ser entregues em altas concentrações às células epiteliais do trato respiratório superior. , o que significa que pode ser eficaz em um estágio assintomático ou inicial da infecção por COVID-19." Ele acrescentou: "Embora seus efeitos tenham sido confirmados apenas in vitro no momento, ensaios clínicos podem ser possíveis no futuro se forem obtidos resultados positivos em testes em animais".

O pesquisador sênior Kim Taeyoung do IBS disse: "Historicamente, muitos medicamentos importantes, como penicilina, aspirina ou a droga antimalárica artemisinina, foram derivados de organismos naturais. Como o mecanismo de ação dessas saponinas depende da inibição da fusão da membrana, pode até ser possível desenvolver medicamentos antivirais de amplo espectro com base neste princípio."