Konopie siewne (Cannabis sativa) dostarczają włókna (z którego wyrabia się nie tylko sznury, liny czy tkaniny ale i papier, stosowany na przykład do produkcji banknotów), paszę dla zwierząt, a wiele ekstraktów i związków z konopi jest dodawanych do kosmetyków, balsamów do ciała, suplementów diety i żywności. W odróżnieniu od konopi indyjskich (Cannabis indica) niemal nie zawierają zmieniającego postrzeganie rzeczywistości tetrahydrokannabinolu (THC), ale dużo w nich mającego wiele korzystnych właściwości kannabidiolu (CBD).

Richard van Breemen badał właściwości zawartych w konopiach związków, zidentyfikowanych w toku badań przeprowadzonych na Oregon State University za pomocą wynalezionej w tej placówce chemicznej techniki przesiewowej.

Wcześniejszy artykuł w "Journal of the American Society for Mass Spectrometry" opisywał dostosowywanie nowej metody, spektrometrii mas z selekcją powinowactwa, do znajdowania leków, które byłyby ukierunkowane na białko szczytowe SARS-CoV-2.

Van Breemen i jego współpracownicy, w tym naukowcy z Oregon Health & Science University przeprowadzili badania przesiewowe szeregu środków botanicznych stosowanych jako suplementy diety, w tym czerwonej koniczyny, dzikiego pochrzynu, chmielu i trzech gatunków lukrecji. Badając konopie wykazali, że dwa kwasy kannabinoidowe wiążą się z białkiem kolca wirusa SARS-CoV-2, blokując krytyczny etap procesu prowadzącego do zakażenia ludzkich komórek.

Związki, o których mowa, to kwas kannabigerolowy (CBGA) i kwas kannabidiolowy (CBDA), a białko kolca jest tym samym celem, co w przypadku szczepionek przeciwko COVID-19 i terapii przeciwciałami. W przypadku leku celem, na który działa, może być dowolna cząsteczka, która ma kluczowe znaczenie dla procesu krytycznego dla przebiegu choroby, co oznacza, że jego przerwanie może powstrzymać infekcję lub progresję choroby.

"Te kwasy kannabinoidowe obficie występują w konopiach i w wielu ekstraktach z konopi - powiedział van Breemen. - Nie są to substancje kontrolowane, takie jak THC, psychoaktywny składnik marihuany, i mają dobry profil bezpieczeństwa u ludzi. Nasze badania wykazały, że związki konopi były równie skuteczne przeciwko wariantom SARS-CoV-2, w tym wariantowi B.1.1.7 , który po raz pierwszy wykryto w Wielkiej Brytanii, oraz wariantowi B.1.351, po raz pierwszy wykryty w Afryce Południowej."

Te dwa warianty są również znane odpowiednio jako wariant alfa i beta.

Wirus SARS-CoV-2, charakteryzujący się podobnymi do korony słonecznej kolcami na zewnętrznej powierzchni, zawiera nici RNA, które kodują jego cztery główne białka strukturalne - wypustkę, otoczkę, błonę i nukleokapsyd - a także 16 białek niestrukturalnych i kilka białek dodatkowych.

"Każda część cyklu infekcji i replikacji jest potencjalnym celem interwencji przeciwwirusowej, a połączenie domeny wiążącej receptor białka kolca z receptorem powierzchni ludzkiej komórki ACE2 jest krytycznym etapem tego cyklu" - powiedział van Breemen.

"Oznacza to, że inhibitory wnikania do komórek, takie jak kwasy z konopi, mogą być stosowane do zapobiegania infekcji SARS-CoV-2, a także do skracania infekcji poprzez zapobieganie infekowaniu ludzkich komórek przez cząsteczki wirusa. do enzymu ACE2, który występuje obficie na zewnętrznej błonie komórek śródbłonka w płucach i innych narządach" - dodał.

Jak zauważył, stosowanie związków blokujących interakcję wirus-receptor sprawdziło się w przypadku pacjentów z innymi infekcjami wirusowymi, w tym z HIV-1 i zapaleniem wątroby.

Testy laboratoryjne wykazały, że kwasy kannabigerolowy i kannabidiolowy zapobiegały infekcji ludzkich komórek nabłonka przez białko wypustek koronawirusa i przedostawaniu się SARS-CoV-2 do komórek.

"Te związki można przyjmować doustnie i mają długą historię bezpiecznego stosowania u ludzi - powiedział van Breemen. - Mogą zapobiegać, a także leczyć infekcje SARS-CoV-2. CBDA i CBGA są produkowane przez konopie jako prekursory CBD i CBG, które są znane wielu konsumentom. Różnią się jednak od kwasów i nie są zawarte w produktach z konopi."

Van Breemen wyjaśnia, że spektrometria masowa z selekcją powinowactwa, którą skraca do AS-MS, obejmuje inkubację celu leku, takiego jak białko szczytowe SARS-CoV-2, z mieszaniną możliwych ligandów - rzeczy, które mogą się z nim wiązać - takich jak ekstrakt botaniczny, w tym przypadku ekstrakt z konopi.

Kompleksy ligand-receptor są następnie filtrowane z niewiążących cząsteczek przy użyciu jednej z kilku metod.

"Zidentyfikowaliśmy kilka ligandów kannabinoidowych i uszeregowaliśmy je według powinowactwa do białka kolca - powiedział van Breemen. - Dwa kannabinoidy o najwyższym powinowactwie do białka kolca to CBDA i CGBA i potwierdzono, że blokują infekcję."

"Jednym z głównych problemów pandemii jest rozprzestrzenianie się wariantów, których jest wiele, a B.1.1.7 i B.1.351 należą do najbardziej rozpowszechnionych i niepokojących" - dodał. - Warianty te są dobrze znane z unikania przeciwciał przeciwko SARS-CoV-2, co jest niepokojące, biorąc pod uwagę, że obecne strategie szczepień opierają się na białku kolca jako antygenie. Nasze dane pokazują, że CBDA i CBGA są skuteczne przeciwko tym dwóm wariantom i mamy nadzieję, że trend rozszerzy się na inne istniejące i przyszłe warianty."

Van Breemen zaznaczył, że oporne warianty mogą nadal powstawać w związku z powszechnym stosowaniem kannabinoidów, ale połączenie szczepień i leczenia CBDA/CBGA powinno stworzyć znacznie trudniejsze środowisko dla SARS-CoV-2.

"Nasze wcześniejsze badania donosiły o odkryciu innego związku (z lukrecji), który również wiąże się z białkiem kolca" - powiedział. "Jednak nie przetestowaliśmy jeszcze tego związku, likochalkonu A, pod kątem aktywności przeciwko żywemu wirusowi. Potrzebujemy na to nowego finansowania" - dodał.