Ингибирующая активность сухих этанольных экстрактов Artemisia spp. на репликацию SARS‐CoV‐2 in vitro

Цель. Анализ in vitro ингибирующей активности сухих этанольных экстрактов некоторых Artemisia spp., произрастающих в Новосибирской области, на репликацию SARS‐CoV‐2.

Материалы и методы. Лабораторный штамм SARS‐CoV-2/human/RUS/Nsk‐FRCFTM‐1/2020 пассирован на культуре клеток Vero. Приготовлены сухие этанольные экстракты частей растения (стеблей, цветов, листьев) шести видов полыни: Artemisia vulgaris L., A. glauca (Pall. Ex Willd.), A. dracunculus L. (из трех мест произрастания), A. absinthium L., A. frigida Willd., A. sieversiana Ehrh. ex Willd. Сухие экстракты растворяли в ДМСО. Анализ in vitro ингибирующей активности экстрактов на репликацию SARS‐CoV‐2 (в инфекционном титре 10³ TЦПД₅₀/мл) проводили в культуре клеток Vero E6 методом прямой инактивации (нейтрализации) вирионов, а также по схемам «профилактики» и «лечения» клеток. Образцы сравнения – сухие этанольные экстракты чаги, специи гвоздики и черного чая.

Результаты. Экстракты листьев Artemisia spp. оказались наиболее эффективны при прямой инактивации вирионов по равной и убывающей активности – A. vulgaris, A. dracunculus*, A. absinthium, A. dracunculus***, A. dracunculus**, A. frigidа, A. glauca и A. sieversiana в диапазоне 50%‐ных эффективных концентраций 1,10±0,24 – 11,72±2,89 мкг/мл. Экстракты цветов A. vulgaris, A. glauca, A. dracunculus*, A. dracunculus**, A. dracunculus***, A. frigida и A. sieversiana, также содержат БАВ, действующие как деструктивно на вирионы, так и после проникновения вируса в клетки. Для экстрактов стеблей стабильно высокие значения EC₅₀ выявлены для A. glauca (6,84±1,35; 7,81±2,00; 14,06±3,06 мкг/мл) по результатам трех схем экспериментов.

Заключение. Полученные результаты могут стать основой для разработки недорогих отечественных препаратов для лечения и/или профилактики COVID‐19.

1. Bora K.S., Sharma A. The genus Artemisia: a comprehensive review // Pharmaceutical Biology. 2011. V. 49. N 1. P. 101–109. DOI: 10.3109/13880209.2010.497815

2. Hussain A. A phylogenetic perspective of antiviral species of the genus Artemisia (Asteraceae-Anthemideae): A proposal of anti SARS-CoV-2 (COVID-19) candidate taxa // J Herb Med. 2022. N 36. Article number: 100601. DOI: 10.1016/j.hermed.2022.100601

3. Леонова Т.Г. Полынь – Artemisia L. // Флора европейской части СССР. СПб: Наука, 1994. Т. VII. С. 150–174.

4. Sharifi-Rad J., Herrera-Bravo J., Semwal P., Painuli S., Badoni H., Ezzat Shahira M., Farid M.M., Merghany R.M., Aborehab N.M., Salem M.A, Sen S., Acharya K., Lapava N., Martorell M., Tynybekov B., Calina D., Cho W.C. Artemisia spp.: An Update on Its Chemical Composition, Pharmacological and Toxicological Profiles. Oxid Med Cell Longev. 2022. V. 2022. Article ID: 5628601. DOI: 10.1155/2022/5628601

5. Red List. Internet resource. URL: https://www.iucnredlist.org/search/list?taxonomies=115307&searchType=species (дата обращения: 01.11.2022)

6. Su X.Z., Miller L.H. The discovery of artemisinin and the Nobel Prize in Physiology or Medicine // Science China Life Sciences. 2015. N 58. P. 1175–1179. DOI: 10.1007/s11427-015-4948-7

7. Agrawal P.K., Agrawal C., Blunden G. Artemisia Extracts and Artemisinin-Based Antimalarials for COVID-19 Management: Could These Be Effective Antivirals for COVID-19 Treatment? // Molecules. 2022. V. 27. N 12. Article number: 3828. DOI: 10.3390/molecules27123828

8. Cao R., Hu H., Li Yu., Wang X., Xu M., Liu J., Zhang H., Yan Y., Zhao L., Li W., Zhang T., Xiao D., Guo X., Li Y., Yang J., Hu Z., Wang M., Zhong W. Anti-SARS-CoV-2 Potential of Artemisinins In Vitro // ACS Infect Dis. 2020. V. 6. N 9. P. 2524–2531. DOI: 10.1021/acsinfecdis.0c00522

9. Nie C., Trimpert J., Moon S., Haag R., Gilmore K., Kaufer B.B., Seeberger P.H. In vitro efficacy of Artemisia extracts against SARS-CoV-2 // Virol J. 2021. V. 18(1). Article number: 182. DOI: 10.1186/s12985-021-01651-8

10. Nair M.S., Huang Y., Fidock D.A., Polyak S.J., Wagoner J., Towler M.J., Weathers P.J. Artemisia annua L. extracts inhibit the in vitro replication of SARS-CoV-2 and two of its variants // J Ethnopharmacol. 2021. N 274. Article ID: 114016. DOI: 10.1016/j.jep.2021.114016

11. Nair M.S., Huang Y., Fidock D.A., Towler M.J., Weathers P.J. Artemisia annua L. hot-water extracts show potent activity in vitro against Covid-19 variants including delta // J Ethnopharmacol. 2022. N 284. Article number: 114797. DOI: 10.1016/j.jep.2021.114797

12. Nair M.S., Huang Y., Weathers P.J. SARS-CoV-2 omicron variants succumb in vitro to Artemisia annua hot water extracts // BioRxiv. 2022. Preprint. DOI: 10.1101/2022.07.22.501141

13. Dogan K., Erol E., Orhan M.D., Degirmenci Z., Kan T., Gungor A., Yasa B., Avsar T., Cetin Y., Durdagi S., Guzel M. Instant determination of the artemisinin from various Artemisia annua L. extracts by LC-ESI-MS/MS and their in-silico modelling and in vitro antiviral activity studies against SARS-CoV-2 // Phytochem Anal. 2022. V. 33. N 2. P. 303–319. DOI: 10.1002/pca.3088

14. Журинов М.Ж., Мифтахова А.Ф., Шустов А.В., Кеер В., Солодова Е.В. Ингибирующая активность экстрактов против коронавируса // Eurasian Journal of Applied Biotechnology. 2022. N 3. С. 25–31.

15. Kupferschmidt K. WHO relaunches global drug trial with three new candidates // Science. 2021. V. 373. N 6555. P. 606– 607. DOI: 10.1126/science.373.6555.606

16. Wang D., Shi C., Alamgir K., Kwon S., Pan L., Zhu Y., Yang X. Global assessment of the distribution and conservation status of a key medicinal plant (Artemisia annua L.): The roles of climate and anthropogenic activities // Sci Total Environ. 2022. N 821. Article number: 153378. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.153378

17. Коновалов Д.А., Хамилонов А.А. Биологически активные соединения полыни однолетней. Эфирное масло // Фармация и фармакология. 2016. Т. 4. N 4. C. 4– 33. DOI.org/10.19163/2307-9266-2016-4-4-4-33

18. Zhigzhitzhapova S.V., Dylenova E.P., Gulyaev S.M, Randalova T.E., Taraskin V.V., Tykheev Z.A., Radnaeva L.D. Composition and antioxidant activity of the essential oil of Artemisia annua // L Nat Prod Res. 2020. V. 34(18). P. 2668–2671. DOI: 10.1080/14786419.2018.1548461

19. Управление Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Республике Дагестан. URL: https://05.rospotrebnadzor.ru/371//asset_publisher/m7XL/content/%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D1%8B%D0%BD%D1%8C%D0%B3%D0%BE%D1%80%D1%8C%D0%BA%D0%B0%D1%8F (дата обращения: 01.10.2022)

20. Государственный реестр лекарственных средств. URL: http://grls.rosminzdrav.ru (дата обращения: 01.10.2022)

21. Приказ Росстандарта общероссийского классификатора продукции. URL: https:/normative.kontur.ru/document?moduleld=1&documenttld=56864 (дата обращения: 01.10.2022)

22. Шалдаева Т.М. Особенности накопления флавоноидов в полынях (Artemisia L.) лесостепной зоны Западной Сибири // Автореф. канд. дисс. Новосибирск, 2007. 18 с. URL: https://www.dissercat.com/content/osobennosti-nakopleniya-flavonoidov-v-polynyakh-artemisia-l-lesostepnoi-zony-zapadnoi-sibiri/read (дата обращения: 01.10.2022)

23. Евсеева С.Б., Сысуев Б.Б. Экстракты растительного сырья как компоненты косметических и наружных лекарственных средств: ассортимент продукции, особенности получения (обзор) // Фармация и фармакология. 2016. N 3. С. 4–37. DOI: 10.19163/2307-9266-2016-4-3-4-37

24. Красноборов И.М. Полынь – Artemisia L. // Определитель растений Новосибирской области. Новосибирск: Наука, 2000. С. 335–339.

25. Теплякова Т.В., Пьянков О.В., Скарнович М.О., Бормотов Н.И., Потешкина А.Л., Овчинникова А.С., Косогова Т.А., Магеррамова А.В., Маркович Н.А., Филиппова Е.И. Ингибитор репликации коронавируса SARS-CoV-2 на основе водного экстракта гриба Inonotus obliquus // Пат. РФ N 2741714С1; опубл. 28.01.2021 в Бюл. №4.

26. Казачинская Е.И., Чепурнов А.А., Кононова Ю.В., Шелемба А.А., Романюк В.В., Магомедов М.Г., Шестопалов А.М. Ингибирующая активность чайных композиций и их составляющих ингредиентов на репликацию SARS-COV-2 in vitro // Юг России: экология, развитие. 2022. Т. 17. N 2. С. 76–90. DOI: 10.18470/1992-1098-2022-2-76-90

27. Mhatre S., Naik S., Patravale V. A molecular docking study of EGCG and theaflavin digallate with the druggable targets of SARS-CoV-2 // Comput Biol Med. 2021. N 129. Article number: 104137. DOI: 10.1016/j.compbiomed.2020.104137

28. Mhatre S., Srivastava T., Naik S., Patravale V. Antiviral activity of green tea and black tea polyphenols in prophylaxis and treatment of COVID-19: a review // Phytomedicine. 2021. V. 85. Article number: 153286. DOI: 10.1016/j.phymed.2020.153286

29. Ishimoto K., Hatanaka N., Otani S., Maeda S., Xu B., Yasugi M., Moore J.E., Suzuki M., Nakagawa S., Yamasaki S. // Lett Appl Microbiol. 2022. V. 74. N 1. P. 2–7. DOI: 10.1111/lam.13591

30. Чепурнов А.А., Шаршов К.А., Казачинская Е.И., Кононова Ю.В., Казачкова Е.А., Хрипко О.П., Юрченко К.С., Алексеев А.Ю., Воевода М.И., Шестопалов А.М. Антигенные свойства изолята коронавируса SARS-CoV-2/human/RUS/Nsk-FRCFTM-1/2020, выделенного от пациента в Новосибирске // Журнал инфектологии. 2020. Т. 12. N 3. С. 42–50. DOI: 10.22625/2072-6732-2020-12-3-42-50

31. Kazachinskaia E.I., Chepurnov A.A., Shcherbakov D.N, Kononova Yu.V., Shanshin D.V., Romanova V.D., Khripko O.P., Saroyan T.A., Gulyaeva M.A., Voevoda M.I., Shestopalov A.M. IgG Study of Blood Sera of Patients with COVID-19 // Patogens. 2021. V. 10. N 11. Article number: 1421. DOI: 10.3390/patogens10111421

32. Case J.B., Bailey A.L., Kim A.S., Chen R.E., Diamond M.S. Growth, detection, quantification, and inactivation of SARS-CoV-2 // Virology. 2020. N 548. P. 39–48. DOI: 10.1016/j.virol.2020.05.015

33. Hassan S.T.S., Berchova-Bimova K., Šudomova M., Malanik M., Smejkal K., Rengasamy K.R.R. In Vitro Study of Multi-Therapeutic Properties of Thymus bovei Benth. Essential Oil and Its Main Component for Promoting Their Use in Clinical Practice // J. Clin. Med. 2018. N 7. Article number: 283. DOI: 10.3390/jcm7090283

34. Фисенко В.П. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / под ред. Минздрав РФ, ЗАО «ИИА «Ремедиум, М. 2000. 398 с.

35. Tolah A.M., Altayeb L.M, Alandijany T.A., Dwivedi V.D., El-Kafrawy S.A., Azhar E.I. Computational and In Vitro Experimental Investigations Reveal Anti-Viral Activity of Licorice and Glycyrrhizin against Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 // Pharmaceuticals (Basel). 2021. V. 14. N 12. Article number: 1216. DOI: 10.3390/ph14121216

36. Teplyakova T.V, Pyankov O.V., Safatov A.S., Ovchinnikova A.S., Kosogova T.A, Skarnovich M.O., Filippova E.I., Poteshkina A.L. 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. V. 24. N 2. P. 23–30. DOI: 10.1615/IntJMedMushrooms.2021042012

37. Shahzad F., Anderson D., Najafzadeh M. The Antiviral, Anti-Inflammatory Effects of Natural Medicinal Herbs and Mushrooms and SARS-CoV-2 Infection // Nutrients. 2020. V. 12. N 9. Article number: 2573. DOI: 10.3390/nu12092573

38. Vicidomini C., Roviello V., Roviello G. Molecular Basis of the Therapeutical Potential of Clove (Syzygium aromaticum L.) and Clues to Its Anti-COVID-19 Utility // Molecules. 2021. V. 26. N 7. Article number: 1880. DOI: 10.3390/molecules26071880

39. Зайковская А.В., Гладышева А.В., Карташов М.Ю., Таранов О.С., Овчинникова А.С., Шиповалов А.В., Пьянков О.В. Изучение в условиях in vitro биологических свойств штаммов коронавируса SARS-CoV-2, относящихся к различным генетическим вариантам // Проблемы особо опасных инфекций. 2022. N 1. C. 94–100. DOI: 10.21055/0370-1069-2022-1-94-100

40. Liu H., Ye F., Sun Q., Liang H., Li C., Li S., Lu R., Huang B., Tan W., Lai L. Scutellaria baicalensis extract and baicalein inhibit replication of SARS-CoV-2 and its 3C-like protease in vitro CoV-2 // J Enzyme Inhib Med Chem. 2021. V. 36. N 1. P. 497–503. DOI:10.1080/14756366.2021.1873977

41. Zannella C., Giugliano R., Chianese A., Buonocore C., Vitale G.A., Sanna G., Sarno F., Manzin A., Nebbioso A., Termolino P., Altucci L., Massimiliano G., de Pascale D., Franci G. Antiviral Activity of Vitis vinifera Leaf Extract against SARS-CoV-2 and HSV-1 // Viruses. 2021. V. 13. N 7. Article number: 1263. DOI: 10.3390/v13071263

42. Mohamed F.F., Anhlan D., Schöfbänker M., Schreiber A., Classen N., Hensel A., Hempel G., Scholz W., Kühn J., Hrincius E.R., Ludwig S. Hypericum perforatum and Its Ingredients Hypericin and Pseudohypericin Demonstrate an Antiviral Activity against SARS-CoV-2 // Pharmaceuticals (Basel). 2022. V. 15. N 5. Article number: 530. DOI: 10.3390/ph15050530

43. Trujillo-Correa A.I., Quintero-Gil D.C., Diaz-Castillo F., Quiñones W., Robledo S.M., Martinez-Gutierrez M. In vitro and in silico anti-dengue activity of compounds obtained from Psidium guajava through bioprospecting // BMC Complement Altern Med. 2019. V. 19. N 1. Article number: 298. DOI: 10.1186/s12906-019-2695-1

44. Мазуркова Н.А., Кукушкина Т.А., Высочина Г.И., Ибрагимова Ж.Б., Лобанова И.Е., Филиппова Е.И., Мазурков О.Ю., Макаревич Е.В., Шишкина Л.Н., Агафонов А.П. Изучение противогерпетической активности экстрактов манжетки обыкновенно (Alchemilla vulgaris L.) // Разработка и регистрация лекарственных средств. 2016. N 1. С. 118– 127. URL: https://www.pharmjournal.ru/jour/article/view/230?locale=ru _RU (дата обращения: 01.10.2022)

45. Мазурков О.Ю. Противовирусная активность, безвредность и биодоступность субстанции кандидатного противооспенного препарата НИОХ-14. Дисс. к.б.н., Кольцово, 2020. URL: http://www.vector.nsc.ru/userfiles/files/diss/mazurkov/dmazurkov.pdf (дата обращения: 01.10.2022)

46. García-Lledó A., Gómez-Pavón J., Castillo J.G.D., Hernández-Sampelayo T., Martín-Delgado M.C., Sánchez F.J.M., Martínez-Sellés M., García J.M.M., Guillén S.M., Rodríguez-Artalejo F.J., Ruiz-Galiana J., Cantón R., Ramos P.D.L., García-Botella A., Bouza E. . Pharmacological treatment of COVID-19: an opinion paper // Rev Esp Quimioter. 2022. V. 35. N 2. P. 115–130. DOI: 10.37201/req/158.2021

47. da Rocha Matos A., Caetano B.C., de Almeida Filho J.L., de Carvalho Martins J.S.C., de Oliveira M.G.P., das Chagas Sousa T., Horta M.A.P., Siqueira M.M., Fernandez J.H. Identification of Hypericin as a Candidate Repurposed Therapeutic Agent for COVID-19 and Its Potential Anti-SARS-CoV-2 Activity // Front Microbiol. 2022. N 13. Article number: 828984. DOI: 10.3389/fmicb.2022.828984

48. Prateeksha G., Rana T.S., Ashthana A.K., Barik S.K., Singh B.N. Screening of cryptogamic secondary metabolites as putative inhibitors of SARS-CoV-2 main protease and ribosomal binding domain of spike glycoprotein by molecular docking and molecular dynamics approaches // J Mol Struct. 2021. N 1240. Article number: 130506. DOI: 10.1016/j.molstruc.2021.130506

49. Peng L., Hu Y., Mankowski M., Ren P., Chen R.E., Wei J., Zhao M., Li T., Tripler T., Ye L., Chow R.D., Fang Z., Wu C., Dong M.B., Cook M., Wang G., Clark P., Nelson B., Klein D., Sutton R., Diamond M.S., Wilen C.B., Xiong Y., Chen S. Monospecific and bispecific monoclonal SARS-CoV-2 neutralizing antibodies that maintain potency against B.1.617 // Nat Commun. 2022. V. 13. N 1. Article number: 1638. DOI: 10.1038/s41467-022-29288-3

50. Логвиненко Л.А., Шевчук О.М., Кравченко Е.Н. Интродукционное изучение некоторых видов полыни коллекции ароматических и лекарственных растений Никитского ботанического сада // Аграрный вестник Урала. 2019. N 4(183). C. 59–63. DOI: 10.32417/article_5cf9f5c5bfb246.48831055

51. Zhao Z., Li Y., Zhou L., Zhou X., Xie B., Zhang W., Sun J. Prevention and treatment of COVID-19 using Traditional Chinese Medicine: a review // Phytomedicine. 2021. N 85. Article number: 153308. DOI: 10.1016/j.phymed.2020.153308