Catalaza, o enzimă naturală, ar putea diminua răspunsul inflamator care apare în cazurile severe de COVID-19

Potrivit celor mai recente cercetări, catalaza, o enzimă produsă în mod natural de către organismul uman, dar și de către animale și plante, poate suprima replicarea noului coronavirus la o specie de maimuțe. Această descoperire indică faptul că această enzimă accesibilă ar putea, de asemenea, să diminueze răspunsul inflamator ce se petrece în cazurile severe de COVID-19.

Sursă foto: Shutterstock

Fără doar și poate, pandemia COVID-19 a avut un efect devastator la nivel global. Conform Centrului de Cercetare Johns Hopkins, numai în Statele Unite s-au raportat, începând cu 5 octombrie 2020, 209,734 de decese în urma bolii COVID-19, în timp ce în întreaga lume s-au înregistrat 1,037,604 de decese. În prezent, nu s-a descoperit un agent antiviral specific pentru tratamentul acestei infecții respiratorii, iar vaccinurile au fost puse în utilizare numai în câteva țări de pe mapamond, scrie doc.ro.

O parte dintre cercetători sunt de părere că cele mai severe cazuri de COVID-19 apar ca urmare a unui răspuns suprareactiv și anormal al sistemului imunitar, numit și furtună de citokine. Fără tratament, furtuna de citokine poate duce la agravarea serioasă a stării de sănătate a pacientului și chiar la deces.

Furtuna de citokine

Infecția cu virusul SARS-CoV-2, cel responsabil pentru boala COVID-19, declanșează un răspuns local al sistemului imunitar. Așadar, celulele albe se infiltrează în țesuturi, declanșând o producție excesivă de specii reactive de oxigen (SRO). Un nivel crescut de SRO poate cauza acumularea peroxidului de hidrogen în țesuturi, ceea ce duce la deteriorarea țesuturilor, suprainflamație și un nivel crescut de multiplicare a virusului. Speciile reactive de oxigen, de asemenea, promovează eliberarea citokinelor.

Supraproducția de citokine inflamatorii poate apărea în cazurile severe de COVID-19. Tratamentul pentru reducerea producției de citokine și limitarea răspunsului inflamatoriu al acestora poate, prin urmare, ajuta considerabil în tratarea afecțiunii. Printre medicamentele imunosupresoare utilizate, în prezent, de către medici pentru a atenua furtuna de citokine se numără steroizii, imunoglobulină intravenoasă și blocanți de citokine, precum anakinra sau tocilizumab. Cu toate acestea, o parte din aceste medicamente sunt foarte scumpe, iar efectele secundare pot, în anumite situații, complica demersul terapeutic.

Aici intervine catalaza. Această enzimă cu rol antioxidant se produce, în mod natural, la nivelul ficatului, a celulelor roșii și a celor alveolare epiteliale (celulele care căptușesc interiorul alveolelor pulmonare). Catalaza poate descompune cu succes peroxidul de hidrogen în organism, transformându-l în oxigen și apă. De asemenea, catalaza este disponibilă pe piață sub formă de supliment alimentar, dar și ca aditiv.

Un grup de cercetători de la University of California, Los Angeles (UCLA), Beijing University of Chemical Technology, din China, precum și din cadrul altor instituții chineze, au afirmat că enzima numită catalază ar putea scădea nivelul de peroxid de hidrogen din organism. Acest fenoment ar putea, de asemenea, micșora nivelul de specii reactive de oxigen, precum și cel de citokine eliberate în corp, ceea ce, în ultimă instanță, ar putea suprima inflamația excesivă, deprecierea celulară în urma expunerii la stresul oxidative și multiplicarea virusului SARS-CoV-2.

Pentru a confirma această ipoteză, o echipă de oameni de știință a lansat o serie de experimente, atât în culturi celulare, cât și pe maimuțe macac, utilizat nanocapsule de catalază (molecule de catalază acoperite cu un înveliș subțire de polimer). Acest înveliș sporește stabilitatea molecule și prelungește durata de viață a catalazei în fluxul sanguin. Rezultatele acestei serii de experimente1 au fost publicate în jurnalul Advanced Materials.

Descoperirile cercetătorilor

Într-o primă etapă, cercetătorii au evaluat efectele nanocapsulelor la nivelul culturilor de celule umane. Aceștia au testat eficiența catalazei nanocapsulate în prevenirea daunelor cauzate de stresul oxidative la nivelul celulelor alveolare epiteliale.

Rezultatele au indicat faptul că nanocapsulele de catalază pot proteja, cât și resuscita, celulele alveolare care au suferit daune în urma expunerii la peroxid de hidrogen. Echipa de cercetători a continuat cu studierea abilității catalazei nanocapsulate de a controla producția de citokine la nivelul celulelor albe din sânge. Aceștia au descoperit că adăugarea de catalază în celulele albe poate scădea, în mod dramatic, concentrația de citokine, la nivelul culturilor celulare. De asemenea, prezența catalazei în celulele albe a putut preveni și moartea celulară și spori sănătatea acestora.

Suma acestor descoperiri sugerează că moleculele nano de catalază pot proteja celulele pulmonare de anumite tipuri de leziuni și demonstrează un comportament antiinflamator. În etapa finală a studiului, oamenii de știință au testat eficiența nanocapsulelor de catalază în suprimarea replicării virusului SARS-CoV-2 la maimuțe macac. La început, cercetătorii au infectat toți macacii cu noul coronavirus, prin administrare pe cale nazală a acestuia. Ulterior, două maimuțe au primit soluție salină, tot pe cale nazală. Trei maimuțe au primit catalază nanocapsulată, în variantă inhalatorie, iar ale două au primit soluție salină pe cale nazală și catalază intravenoasă. Maimuțelor care au primit tratament cu nanocapsule de catalază li s-a administrat schema în zilele doi, patru și șase ale experimentului.

Încă din a doua zi, două din cele trei maimuțe ce au primit catalază pe cale nazală au manifestat un nivel mult mai scăzut de virus SARS-CoV-2, față de macacii din grupul de control. Cei doi macaci care au primit catalază nanocapsulată intravenous au demonstrat, de asemenea, o prezență mai slăbită a virusului față de grupul de control, tot după a doua zi de studiu.

Administrarea moleculelor nano de catalază nu a prezentat niciun tip de leziuni tisulare vizibile, indiferent de calea de administrare. Studiul sugerează faptul că moleculele de catalază pot suprima replicarea virusului SARS-CoV2- la maimuțele macac, fără a cauza efecte adverse nadorite. În plus, potrivit experimentelor efectuate pe culturi celulare, catalaza poate proteja celulele alveolare și regla producția de citokine în celulele albe.

Deși rezultatele preliminare sunt deosebit de încurajatoare, experimentul necesită confirmare din partea mai multor studii viitoare, efectuate în mod randomizat și controlat, ce pot evalua atât siguranța de consum, cât și eficiența moleculelor nano de catalază în tratamentul persoanelor care s-au infectat cu virusul SARS-CoV-2. Numai după ce aceste studii se vor concretiza și vor oferi rezultate satisfăcătoare, se va putea discuta despre un posibil tratament anti COVID-19 pe bază de catalază nanocapsulată.