Peng Cao

un Departament de Farmacie, Spitalul Uniunii, Colegiul Medical Tongji, Universitatea Huazhong de Știință și Tehnologie, Wuhan 430022, China

b Centrul de cercetare clinică din provincia Hubei pentru medicină de precizie pentru bolile critice, Wuhan, 430022 China

Sanlan Wu

un Departament de Farmacie, Spitalul Uniunii, Colegiul Medical Tongji, Universitatea Huazhong de Știință și Tehnologie, Wuhan 430022, China

b Centrul de cercetări clinice din provincia Hubei pentru medicină de precizie pentru bolile critice, Wuhan, 430022 China

Tingting Wu

un Departament de Farmacie, Spitalul Uniunii, Colegiul Medical Tongji, Universitatea Huazhong de Știință și Tehnologie, Wuhan 430022, China

b Centrul de cercetări clinice din provincia Hubei pentru medicină de precizie pentru bolile critice, Wuhan, 430022 China

Yahui Deng

un Departament de Farmacie, Spitalul Uniunii, Colegiul Medical Tongji, Universitatea Huazhong de Știință și Tehnologie, Wuhan 430022, China

b Centrul de cercetări clinice din provincia Hubei pentru medicină de precizie pentru bolile critice, Wuhan, 430022 China

Qilin Zhang

un Departament de Farmacie, Spitalul Uniunii, Colegiul Medical Tongji, Universitatea Huazhong de Știință și Tehnologie, Wuhan 430022, China

b Centrul de cercetări clinice din provincia Hubei pentru medicină de precizie pentru bolile critice, Wuhan, 430022 China

Kaiping Wang

c Școala de farmacie, Tongji Medical College, Universitatea de Știință și Tehnologie Huazhong, Wuhan 430030, China

Yu Zhang

un Departament de Farmacie, Spitalul Uniunii, Colegiul Medical Tongji, Universitatea Huazhong de Știință și Tehnologie, Wuhan 430022, China

b Centrul de cercetări clinice din provincia Hubei pentru medicină de precizie pentru bolile critice, Wuhan, 430022 China

Abstract

Noua pneumonie cu coronavirus, numită COVID-19 de Organizația Mondială a Sănătății, a devenit o pandemie. Este foarte patogen și se reproduce rapid. În prezent, nu există medicamente specifice care să prevină reproducerea și răspândirea COVID-19. Unele medicamente tradiționale chinezești, în special Decoctul de curățare pulmonară și detoxifiere (Qing Fei Pai Du Tang), au arătat efecte terapeutice asupra pacienților cu COVID-19 ușori și obișnuiți. Polizaharidele sunt ingrediente importante în acest decoct. Această revizuire rezumă potențialele activități farmacologice ale polizaharidelor izolate prin extracția apei calde din decoctul de curățare pulmonară și detoxifiere, care este în concordanță cu metoda sa de producție, pentru a oferi baza teoretică pentru cercetările în curs privind aplicarea sa.

1. Introducere

De la izbucnirea unui număr mare de noi infecții cu coronavirus în Wuhan, China, în decembrie 2019, OMS a declarat că această nouă epidemie de pneumonie cu coronavirus este o urgență de sănătate publică de interes internațional (PHEIC) și a numit această boală infecțioasă drept „COVID”. -19 ”(Wu, Zhao și colab., 2020). Până la jumătatea lunii martie 2020, peste 80.000 de pacienți fuseseră diagnosticați cu boala în China, cu 3.000 de decese. Guvernul chinez a inițiat o inițiativă comună de prevenire și control pentru a preveni răspândirea acestei epidemii COVID-19. Acest coronavirus s-a răspândit în 44 de țări de pe toate continentele, cu excepția Antarcticii, iar transmiterea COVID-19 în Italia, Iran și Republica Coreea a adus numărul total de cazuri infectate în aceste trei țări la aproape 35.000 începând cu 14 martie 2020, de la mai puțin de două la sută acest număr cu doar trei săptămâni înainte. Situația se înrăutățește zilnic, deși la jumătatea lunii martie 2020, numărul de cazuri noi în China a scăzut considerabil.

Drept urmare, cea mai recentă versiune a „Diagnosticului și tratamentului pneumoniei cu coronavirus nou” (新型 冠状 病毒 肺炎 诊疗 方案) declarație emisă de Comisia Națională de Sănătate din Republica Populară Chineză (http://www.nhc.gov.cn, ediția a șasea și a șaptea accesate 2020-02-19 și, respectiv, 2020-03-04), Decoctul de curățare pulmonară și detoxifiere este recomandat tuturor pacienților cu COVID-19, în special în combinație cu tratamentul medical occidental. Chiar dacă acest TCM a fost utilizat clinic pentru o lungă perioadă de timp pentru ameliorarea simptomelor de febră, tuse și oboseală, precum și a afecțiunilor pulmonare și a manifestat recent un efect terapeutic clar asupra pacienților cu COVID-19 (Ren și colab., 2020; K. Zhang, 2020), ingredientele sale active rămân necunoscute. Acest lucru se datorează probabil faptului că acest decoct TCM are 21 de componente pe bază de plante, care este derivat din mai multe rețete clasice într-o lucrare de medicina tradițională chineză. Componentele complexe ale decoctului de curățare și detoxifiere a plămânilor fac o muncă grea explorarea profundă a ingredientului său activ într-un timp scurt.

Se recunoaște, în general, că polizaharidele sunt principalele ingrediente active ale decoctului TCM (Cao și colab., 2018; Yu, Shen, Song și Xie, 2018). Polizaharidele au, în general, o toxicitate destul de redusă și conțin sute sau chiar mii de unități monozaharidice (Delattre, Fenoradosoa și Michaud, 2011). Acești compuși macromoleculari polari sunt de obicei ușor solubili în apă. Prin utilizarea principiului „miscibilității similare”, polizaharidele polare macromoleculare sunt extrase în apă fiartă. Prezenta recenzie rezumă polizaharidele izolate prin extracția apei calde, ceea ce este în concordanță cu metoda de preparare a Decoctului de curățare pulmonară și detoxifiere. Deci, presupunem că polizaharidele sunt ingrediente importante pentru activarea decoctului de curățare pulmonară și detoxifiere, iar polizaharidele pot juca un rol vital în tratarea pacienților cu COVID-19.

2. Polizaharidele bioactive în curățarea plămânilor și decoctul detoxifiant

Printre materiile prime pentru curățarea plămânilor și decoctul detoxifiant, majoritatea componentelor lor polizaharidice au fost elucidate. Structurile următoarelor polizaharide au fost bine stabilite (Fig. 1): polizaharidă Bupleurum (Zhao, Li, Yue, Zhang și Dou, 2012), polizaharidă Glycyrrhiza glabra (Mutaillifu și colab., 2020), polizaharidă Scutellaria baicalensis (Cui et. . al., 2019a), polizaharida Poria cocos (Lu, Cheng, Lin și Chang, 2010), polizaharida migdalelor (Bouaziz, Koubaa, Ellouz Ghorbel și Ellouz Chaabouni, 2017), polizaharida Pinelliae Rhizoma (Hu și colab., 2019 ), Polizaharid chinezesc de ignam (Zhao, Kan, Li și Chen, 2005), polizaharid de ghimbir (Chen, Chen, Wang și Kan, 2020), polizaharid Rhizoma alismatis (Zhao, Zhang, Li, Dong și Liu, 2015), Polizaharidă Polyporus umbellatus (He, Zhang, Zhang, Linhardt, & Sun, 2016), polizaharidă Aster tataricus (Zhang și colab., 2012), polizaharidă Efedra (Kuang, Xia, Liang și colab., 2011), polizaharid Rhizoma Atractylodis, Zhu și Bai, 2011), polizaharidă Fructus aurantii (Shu și colab., 2020), polizaharul cu coajă de mandarină aride (Chen și colab., 2016). Cu toate acestea, nu există niciun raport referitor la identificarea polizaharidelor extrase din Asarum, Cassia Twig, Flos Farfarae, Belamcanda chinensis sau Agastache rugosa (Tabelul 1).

important

Materiile prime prelucrate ale „Decoctului de curățare și detoxifiere a plămânilor” în tratarea COVID-19. (Imaginile sunt colectate de pe Internet, fără conflicte de interese).

tabelul 1

Polizaharide bioactive în „Decoctul de curățare și detoxifiere pulmonară”.

Pe baza materialelor TCM brute și a dovezilor clinice ale decoctului de curățare și detoxifiere pulmonară, oferim o imagine de ansamblu asupra potențialelor sale polizaharide bioactive în tratarea COVID-19, ale căror beneficii biologice par să implice activitate imunomodulatoare, activitate antiinflamatoare, anti-oxidativă activitatea și reglarea echilibrului microbiotei intestinale.

2.1. Activitatea imunomodulatoare

2.2. Activitate antiinflamatoare

Conform unei lucrări recente din Lancet, nivelurile factorilor inflamatori din plasma pacienților critici, cum ar fi IL-2, IL-7, IL-10, GCSF, IP10, MCP1, MIP1A și TNF-α, sunt toate mai mari decât cei fără terapie intensivă, sugerând că apariția acestei „furtuni de citokine” este strâns legată de severitatea pacienților cu COVID-19 (Huang și colab., 2020). O furtună de citokine, un termen propus inițial în 1993 (Ferrara, 1993), este considerat a fi un semnal important pentru transformarea de la pacienții obișnuiți la progresul în sever și bolnavul critic și este, de asemenea, principala cauză a sindromului de detresă respiratorie acută ( ARDS) și sepsis, care sunt principalele cauze ale decesului COVID-19 (W. Zhang, 2020). O supresie directă a răspunsului inflamator pulmonar pare justificată, deoarece furtuna de citokine poate fi ameliorată după terapia inflamatorie. Studiile anterioare au demonstrat beneficiile agenților antiinflamatori în bolile pulmonare. Sa demonstrat că medicamentele care vizează inflamația încetinesc declinul funcției pulmonare și îmbunătățesc supraviețuirea (Konstan și colab., 2011; VanDevanter și colab., 2012). Ibuprofenul, un medicament antiinflamator utilizat în mod obișnuit, este recomandat pentru tratamentul pe termen lung al inflamației căilor respiratorii în boala pulmonară a fibrozei chistice (Flume și colab., 2007).

2.3. Activitate anti-oxidativă

O activitate anti-oxidativă este o acțiune farmacologică importantă în polizaharide (Li și colab., 2018; Mzoughi și colab., 2018; Raguraman și colab., 2019). Stresul oxidativ și inflamația pot acționa împreună pentru a forma un ciclu de feedback pozitiv (Mittal, Siddiqui, Tran, Reddy și Malik, 2014). În circumstanțe normale, producția și eliminarea speciilor reactive de oxigen (ROS) din organism menține un echilibru oxidare-antioxidare, care joacă un rol important în reglarea transducției căii semnalului și a proliferării celulare (Cao și colab., 2019; Forrester, Kikuchi, Hernandes, Xu și Griendling, 2018). Când echilibrul este rupt de factori inflamatori, corpul va produce un răspuns la stres oxidativ, ducând la deteriorarea celulelor oxidative și la dezvoltarea bolilor multisistemului (Kruk, Aboul-Enein, Kladna și Bowser, 2019; Sies, 2015). Stresul oxidativ activează la rândul său mai multe căi de semnalizare pentru a induce inflamația, cum ar fi activarea proteinei receptorului NF-proteinB și NOD-like 3 (NLRP3), promovând în continuare maturizarea factorilor proinflamatori (Ahmad & Ahsan, 2020). Vitamina C, un puternic antioxidant, a demonstrat că joacă un rol în reducerea incidenței pneumoniei în mai multe studii controlate cu subiecți umani (Hemila, 2017).

2.4. Reglarea echilibrului populației microbiotei intestinale

Reglarea microbiotei intestinale este un obiectiv major al cercetării actuale a polizaharidelor. Într-un studiu privind efectul polizaharidei Bupleurum asupra nefropatiei diabetice la șoareci, raportul dintre filul Firmicutes/Bacteriodetes, care a fost considerat pe scară largă ca marker al homeostaziei microbiotei intestinale, a fost crescut la șoarecii diabetici, dar ar putea fi inversat prin suplimentarea Bupleurum polizaharidă (Feng și colab., 2019). În plus, abundențele de Rikenellaceae, Ruminococcus și Oscillospira au fost, de asemenea, crescute după tratamentul cu polizaharide, printre care Ruminococcus este un probiotic care se găsește în mod predominant în intestinul sănătos (Ma și colab., 2018), iar Oscillospira poate ameliora inflamația utilizând glicanii gazdă ca substraturi de creștere (Konikoff și Gophna, 2016). Butiratul este o sursă esențială de energie care poate influența mediul microbian și proteja gazda împotriva bacteriilor patogene (Cani, 2018). Este de remarcat faptul că Roseburia, o bacterie care produce butirat (Delzenne, Cani, Everard, Neyrinck și Bindels, 2015), a fost, de asemenea, crescută după intervenția polizaharidelor. Aceste rezultate sugerează că polizaharida Bupleurum poate atenua disbioza microbiotei intestinale prin creșterea abundenței relative a bacteriilor benefice, inclusiv a celor care produc proliferarea butiratului.

S-a constatat că polizaharidele din ignamul chinezesc au îmbogățit bacteriile intestinale benefice și au inhibat creșterea agenților patogeni bacterieni în cecul șobolanilor SD (Kong și colab., 2009). Efectul polizaharidelor de ignam chinez asupra microbiotei intestinale a fost, de asemenea, evaluat într-un model de diaree asociată cu antibiotice (Zhang, Liang și colab., 2019). În acest experiment, efectul polizaharidelor de ignam asupra microbiotei fecale a fost evaluat prin tehnica numărării coloniilor, iar rezultatele au sugerat că aceste polizaharide au ridicat bogăția și diversitatea comunităților bacteriene. În plus, administrarea polizaharidelor de ignam a crescut probioticele Bifidobacterii și Lactobacilli cu 47% și 21% și a scăzut patogenul Enterococcus și Clostridium perfringens cu 8% și respectiv 27%, comparativ cu un grup model (Turroni și colab., 2014; Wagley și colab. ., 2019).

Polizaharida Poria cocos este, de asemenea, un prebiotic la șoarecii ob/ob, reducând semnificativ tulburările de metabolism al glucozei și lipidelor și reducând inflamația prin modularea microbiotei intestinale (Sun, Wang, Ma, Bao și Liu, 2019). A modificat conținutul bacterian din 20 de genuri, cu șase bacterii cu producție crescută de SCFA (Lachnospiracea, Alloprevotella, Parabacteroides, Clostridum IV, Ruminococcus și Bacteroides) atingând diferențe statistice semnificative. Mai mult, polizaharida Poria cocos a redus semnificativ abundența bacteriilor pro-inflamatorii Megamonas și Proteus, de 120 și respectiv 101 ori (Byndloss și colab., 2017). Aceste rezultate demonstrează că efectele benefice ale polizaharidei Poria cocos depind de modularea compoziției microbiotei intestinale, care se dovedește a fi cauzatoare de un test de transplant fecal (Sun și colab., 2019).

Într-un alt studiu, șoarecii C57BL/6 normali au fost administrați intragastric cu polizaharidă Poria cocos timp de 15 zile consecutive, urmată de secvențierea genei 16S ARNr a fecalelor lor (Khan și colab., 2018). Polizaharida Poria cocos a promovat în mod semnificativ creșterea Akkermansia muciniphila, o bacterie benefică care îmbunătățește imunitatea gazdei (de Vos, 2017), în timp ce abundența bacteriilor pro-inflamatorii, inclusiv Alistipes massiliensis, Robinsoniella peoriensis și Helicobacter hepaticus, a fost redusă după gavajul polizaharidelor ( Halfvarson și colab., 2017). În plus, genurile producătoare de acid lactic (LAP) îmbogățite cu polizaharide Poria cocos, și anume Lactococcus și Lactobacillus, ambele s-au dovedit a avea proprietăți antiinflamatorii și imunologice (Castillo, de Moreno de LeBlanc, Galdeano și Perdigon, 2013; Luerce și colab., 2014). Mai mult, Faecalibacterium spp. și Bacteroides spp., bacteriile producătoare de SCFA, au fost promovate în special prin tratamentul cu polizaharide (Chang și colab., 2015; Rios-Covian și colab., 2016).

2.5. Alte efecte

Activitățile antivirus și anti-bacteriene sunt, de asemenea, proprietăți importante ale polizaharidelor. Având în vedere că nu există dovezi care să demonstreze activitatea antivirală a acestor polizaharide ajută la eliminarea coronavirusului și niciun medicament antivirus nu a fost demonstrat pentru a vindeca COVID-19 până acum. Astfel, este rezonabil să presupunem că activitatea antivirală a polizaharidelor în decoctul de curățare și detoxifiere pulmonară nu joacă un rol semnificativ în acțiunea sa terapeutică.

Co-infecția bacteriană secundară este frecventă la pacienții infectați cu COVID-19, ceea ce poate duce la rezultate grave (MacIntyre și colab., 2018). Prin urmare, tratamentul cu antibiotice este necesar la o parte din pacienții infectați cu bacteriile. În afară de bioactivitățile predominante menționate mai sus, unele polizaharide prezintă, de asemenea, activitate antibacteriană (He, Yang, Yang și Yu, 2010), care ar putea fi utilă într-o oarecare măsură în tratarea pandemiei COVID-19. Polizaharida Glycyrrhiza a prezentat activitate antimicrobiană, inhibând creșterea B. cereus, S. aureus, E. aerogens și E. coli (Harish & Jyoti, 2019). Polizaharida purificată de ignam chinezesc a prezentat o activitate inhibitoare împotriva Escherichia coli, cu o concentrație minimă inhibitoare (CMI) de 2,5 mg/ml (Yang, Wang, Li și Yu, 2015). Un studiu recent a constatat că polizaharida Poria cocos ar putea inhiba creșterea Staphylococcus aureus și Escherichia coli (Wang, Zhang și colab., 2018).

Există o lipsă de studii privind structura și activitatea polizaharidei Asarum, dar sa raportat în două brevete (US20160339054A1 și US20180271896A1) că extractul total de polizaharide din Asarum a exercitat o activitate antitusivă excelentă. Acest lucru sugerează că polizaharidele Asarum pot reduce sensibilitatea la tuse și pot suprima inflamația căilor respiratorii. Este rezonabil să presupunem că polizaharidele Asarum din decoctul de curățare pulmonară și detoxifiere joacă un rol important în ameliorarea simptomelor tusei, care sunt prevalente la pacienții cu COVID-19.

3. Rezumatul și perspectivele de viitor

Nu există nicio îndoială că polizaharidele bioactive TCM vor ocupa un loc atât de important în lupta împotriva COVID-19 la nivel mondial. Cu toate acestea, fiecare rețetă TCM este un sistem complex și are mai multe ținte și legături în vindecarea bolii, dar acest lucru face, de asemenea, dificilă ilustrarea mecanismului său funcțional în mod clar și complet într-un timp scurt. Ar trebui întreprinse mai multe cercetări privind polizaharidele TCM pentru a clarifica mecanismele de reglementare, pentru a evalua posibilele efecte secundare și pentru a efectua studii clinice standard. Informațiile furnizate în această revizuire pot ajuta la atenuarea pandemiei COVID-19.

Declarație privind contribuția autoriei CRediT

Peng Cao: Scriere - proiect original, Conceptualizare. Sanlan Wu: Scriere - recenzie și editare. Tingting Wu: Vizualizare, investigație. Yahui Deng: Investigație. Qilin Zhang: Investigație. Kaiping Wang: Validare. Yu Zhang: Supraveghere.

Declarația de interes concurent

Autorii declară că nu există conflicte de interese.