Способ получения водной вытяжки и сухих этанольных экстрактов травы (смесь цветков с листьями) и стебля зверобоя продырявленного (Hypericum perforatum L.), обладающих ингибирующей активностью на репликацию коронавируса SARS-CoV-2 in vitro

Цель. Оценка in vitro ингибирующей активности водных вытяжек и сухих этанольных экстрактов зверобоя продырявленного на репликацию SARSCoV-2 по трем схемам эксперимента – прямая инактивация (нейтра- лизация) вируса, а также «профилактика» и «лечение» клеток.
Материалы и методы. Лабораторный штамм SARS-CoV-2/human/RUS/Nsk-FRCFTM-1/2020 пассирован на культуре клеток Vero. Приготовлены водные вытяжки и сухие этанольные экстракты частей растения Hypericum perforatum L., собранного в период цветения в Новосибирской области. Сухие экстракты растворяли в ДМСО. Образцы сравнения – сухие этанольные экстракты чаги, специи гвоздики и черного чая.
Результаты. Показано, что водная вытяжка травы (смесь цветков с листьями) H. perforatum L. при прямой инактивации вируса активна в разведении 1/4096. Для сухого этанольного экстракта травы H. perforatum L., выявлены 50%-ные эффективные концентрации (EC50), равные 2,44±0,87; 8,79±1,91 и 14,65±1,91 мкг/мл, соответственно, при прямой инактивации, а также по «профилактической» схеме и при «лечении» клеток. С учетом цитотоксичности и в сравнении с контрольными образцами значения селективных индексов (SI50) исследуемых растительных препаратов при прямой инактивации были более высокие, чем при других схемах экспериментов и распределились следующим образом (по убывающей): 204,92; 153,68; 115,27; 32,01 и 21,33 для сухих этанольных экстрактов черного чая из Индии, cпеции гвоздики, травы (смесь цветков с листьями) зверобоя продырявленного, чаги и стебля зверобоя продырявленного, соответственно. Методом ВЭЖХ показано, что в этанольном экстракте травы H. perforatum L. содержится большее количество флавоноидов, чем в экстракте стеблей. Тем не менее, антивирусная активность выявлена и для экстракта стеблей этого растения с EC50, равными 14,65±1,91; 78,13±20,05 и 117,19±15,31 мкг/мл (по трем схемам экспериментов), соответственно.
Заключение. Для приготовления антивирусных препаратов можно использовать в качестве сырья растение H. perforatum L. целиком, включая стебли.

1. Сайт ВОЗ. URL: https://www.who.int/emergencies/diseases/novelcoronavirus- 2019/situation-reports (дата обращения: 12.01.2023)

2. Ning Q., Wu D., Wang X., Xi D., Chen T., Chen G., Wang H., Lu H., Wang M., Zhu L. et al. The mechanism underlying extrapulmonary complications of the coronavirus disease 2019 and its therapeutic implication // Signal Transduct Target Ther. 2022. V. 7. Article number: 57. DOI: 10.1038/s41392-022-00907-1

3. Harvey W.T., Carabelli A.M., Jackson B. SARS-CoV-2 variants, spike mutations and immune escape // Nat Rev Microbiol. 2021. V. 19. N 7. P. 409–424. DOI: 10.1038/s41579-021-00573-0

4. Chuang S.-T., Buchwald P. Broad-Spectrum Small-Molecule Inhibitors of the SARS-CoV-2 Spike-ACE2 Protein-Protein Interaction from a Chemical Space of Privileged Protein Binders // Pharmaceuticals (Basel). 2022. V. 15. N 9. Article ID: 1084. DOI: 10.3390/ph15091084

5. 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. Iss. 1. C. 497–503. DOI:10.1080/14756366.2021.1873977

6. 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 // Revista Española de Quimioterapia. 2022. V. 35. N 2. P. 115–130. DOI: 10.37201/req/158.2021

7. Abdoli A., Falahi S., Kenarkoohi A. COVID-19-associated opportunistic infections: a snapshot on the current reports // Clinical and Experimental Medicine. 2021. V. 22. N 3. P. 327–346. DOI: 10.1007/s10238-021-00751-7

8. Seeßle J., Hippchen T., Schnitzler P., Gsenger J., Giese T., Merle U. High rate of HSV-1 reactivation in invasively ventilated COVID-19 patients: Immunological findings // PLoS ONE. 2021. V. 16. N 7. Article ID: e0254129. DOI: 10.1371/journal.pone.0254129

9. Franceschini E., Cozzi-Lepri A., Santoro A., Bacca E., Lancellotti G., Menozzi M., Gennari W., Meschiari M., Bedini A., Orlando G. et al. Herpes Simplex Virus Re-Activation in Patients with SARS-CoV-2 Pneumonia: A Prospective, Observational Study // Microorganisms. 2021. V. 9. N 9. Article number: 1896. DOI: 10.3390/microorganisms9091896

10. Murgia F., Fiamma M., Serra S., Marras G., Argiolas R., Mattana C., Mattu M.G., Garau M. C., Doneddu S., Olla S. et al. The impact of the secondary infections in ICU patients affected by COVID-19 during three different phases of the SARS-CoV-2 pandemic // Clin Exp Med. 2022. V. 23. P. 1251–1263. DOI: 10.1007/s10238-022-00959-1

11. Wan D., Du T., Hong W., Chen L., Que H., Lu S., Peng X. Neurological complications and infection mechanism of SARSCoV-2 // Signal Transduction and Targeted Therapy. 2021. N 6. Article number: 406. DOI: 10.1038/s41392-021-00818-7

12. Nawrot J., Gornowicz-Porowska J., Budzianowski J., Nowak G., Schroeder G., Kurczewska J. Medicinal Herbs in the Relief of Neurological, Cardiovascular, and Respiratory Symptoms after COVID-19 Infection A Literature Review // Cells. 2022. V. 11. N 12. Article number: 1897. DOI: 10.3390/cells11121897

13. Premraj L., Kannapadi N.V., Briggs J., Seal S.M., Battaglini D., Fanning J., Suen J., Robba C., Fraser J., Cho S.-M. Mid and long-term neurological and neuropsychiatric manifestations of post-COVID-19 syndrome: A meta-analysis // J Neurol Sci. 2022. V. 434. Article ID: 120162. DOI: 10.1016/j.jns.2022.120162

14. Chippa V., Aleem A., Anjum F. Book: Post Acute Coronavirus (COVID-19) Syndrome. In: StatPearls [Internet]. 2022. PMID: 34033370.

15. Soleymani S., Naghizadeh A., Karimi M., Zarei A., Mardi R., Kordafshari G., Esmaealzadeh N., Zargaran A. COVID-19: General Strategies for Herbal Therapies // J Evid Based Integr Med. 2022. V. 27. DOI: 10.1177/2515690X211053641

16. Calderon M., Gysin G., Gujjar A., McMaster A., King L., Comandé D., Hunter E., Payne B. Bacterial co-infection and antibiotic stewardship in patients with COVID-19: a systematic review and meta-analysis // BMC Infect Dis. 2023. V. 23. Article number: 14. DOI: 10.1186/s12879-022-07942-x

17. Bonnet U., Juckel G. COVID-19 Outcomes: Does the Use of Psychotropic Drugs Make a Difference? Accumulating Evidence of a Beneficial Effect of Antidepressants-A Scoping Review // J Clin Psychopharmacol. 2022. V. 42. N 3. P. 284–292. DOI:10.1097/JCP.0000000000001543

18. Buza V., Niculae M., Hanganu D., Pall E., Burtescu R.F., Olah N.-K., Matei-Lațiu M.-C., Vlasiuc I., Iozon I., Szakacs A.R., Ielciu I., Ștefănuț L.C. Biological Activities and Chemical Profile of Gentiana asclepiadea and Inula helenium Ethanolic Extracts // Molecules. 2022. V. 27. Iss. 11. DOI: 10.3390/molecules27113560

19. Owen L., Laird K., Shivkumar M. Antiviral plant-derived natural products to combat RNA viruses: Targets throughout the viral life cycle // Lett Appl Microbiol. 2022. V. 75. N 3. P. 476–499. DOI: 10.1111/lam.13637

20. Garg P., Alambayan J., Garg V. Herbal Approaches in the Management of Mental Depression // CNS Neurol Disord Drug Targets. 2022. DOI: 10.2174/1871527321666220128091408

21. Galeotti N. Hypericum perforatum (St John's wort) beyond depression: A therapeutic perspective for pain conditions // J Ethnopharmacol. 2017. N 200. P. 136–146. DOI: 10.1016/j.jep.2017.02.016

22. Vuko E., Dunkić V., Ruščić M., Nazlić M., Mandić N., Soldo B., Šprung M., Fredotović Ž. Chemical Composition and New Biological Activities of Essential Oil and Hydrosol of Hypericum perforatum L. ssp. veronense (Schrank) H. Lindb // Plants. 2021. V. 10. N 5. DOI: 10.3390/plants10051014

23. Rizzo P., Altschmied L., Ravindran B.M., Rutten T., D'Auria J.C. The Biochemical and Genetic Basis for the Biosynthesis of Bioactive Compounds in Hypericum Perforatum L., One of the Largest Medicinal Crops in Europe // Genes. 2020. V. 11. N 10. DOI: 10.3390/genes11101210

24. Prince A.M., Pascual D., Meruelo D., Liebes L., Mazur Y., Dubovi E., Mandel M., Lavie G. Strategies for evaluation of enveloped virus inactivation in red cell concentrates using hypericin // Photochem Photobiol. 2000. V. 71. N 2. P. 188–195. DOI: 10.1562/0031-8655(2000)071<0188:sfeoev>2.0.co;2

25. Shih C.-M., Wu C.-H., Wu W.-J., Hsiao Y.-M., Ko J.-L.. Hypericin inhibits hepatitis C virus replication via deacetylation and down-regulation of heme oxygenase-1 // Phytomedicine. 2018. V. 46. P. 193–198. DOI: 10.1016/j.phymed.2017.08.009

26. Pu X., Liang J., Wang X., Xu T., Hua L., Shang R. Antiinfluenza A virus effect of Hypericum perforatum L. extract // Virol. Sin. 2009. V. 24. P. 19–27. DOI:10.1007/s12250-009-2983-x

27. Du X., Xiao R, Fu H., Yuan Z., Zhang W., Yin L., He C., Li C., Zhou J., Liu G., Shu G., Chen Z. Hypericin-loaded graphene oxide protects ducks against a novel duck reovirus // Mater. Sci. Eng. C. Mater. Biol. Appl. 2019. V. 105. Article ID: 110052. DOI: 10.1016/j.msec.2019.110052

28. Chen H., Feng R., Muhammad I., Abbas G., Zhang Y., Ren Y., Huang X., Zhang R., Diao L., Wang X., et al. Protective effects of hypericin against infectious bronchitis virus induced apoptosis and reactive oxygen species in chicken embryo kidney cells // Poult. Sci. 2019. V. 98. P. 6367–6377. DOI: 10.3382/ps/pez465

29. Chen H., Muhammad I., Zhang Y., Ren Y., Zhang R., Huang X., Diao L., Liu H., Li X., Sun X., Abbas G., Li G. Antiviral Activity Against Infectious Bronchitis Virus and Bioactive Components of Hypericum perforatum L // Front Pharmacol. 2019. V. 10. DOI: 10.3389/fphar.2019.01272

30. Zhang Y., Chen H., Zou M., Oerlemans R., Shao C., Ren Y., Zhang R., Huang X., Li G., Cong Y. Hypericin Inhibit Alpha-Coronavirus Replication by Targeting 3CL Protease // Viruses. 2021. V. 13. N 9. DOI: 10.3390/v13091825

31. Islam R., Parves M.R., Paul A.S., Uddin N., Rahman M.S., Mamun A.A., Hossain M.N., Ali M.A., Halim M.A. A molecular modeling approach to identify effective antiviral phytochemicals against the main protease of SARS-CoV-2 // J. Biomol. Struct. Dyn. 2021. V. 39. N 9. P. 3213–3224. DOI: 10.1080/07391102.2020.1761883

32. Shivanika C., Kumar D.S., Ragunathan V., Tiwari P., Sumitha A., Devi B.P. Molecular docking, validation, dynamics simulations, and pharmacokinetic prediction of natural compounds against the SARS-CoV-2 main-protease // J. Biomol. Struct. Dyn. 2022. V. 40. N 2. P. 585–611. DOI: 10.1080/07391102.2020.1815584

33. Saravanan K.M., Zhang H., Senthil R., Vijayakumar K.K., Sounderrajan V. Wei Y., Shakila H. Structural basis for the inhibition of SARS-CoV2 main protease by Indian medicinal plant-derived antiviral compounds // J. Biomol. Struct. Dyn. 2022. V. 40. N 5. P. 1970–1978. DOI: 10.1080/07391102.2020.1834457

34. 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. V. 13. DOI: 10.3389/fmicb.2022.828984

35. 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. P. 530. DOI: 10.3390/ph1505053

36. Казачинская Е.И., Романова В.Д., Иванова А.В., Чепурнов А.А., Муртазалиева З.А., Кононова Ю.В., Шауло Д.Н., Романюк В.В., Шестопалов А.М. Ингибирующая активность сухих этанольных экстрактов Artemisia spp. на репликацию SARS-CoV-2 in vitro // Юг России: экология, развитие. 2022. T. 17. N 4. C. 111–129. DOI: 10.18470/1992-1098-2022-4-111-129

37. 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

38. 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

39. 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. DOI:10.3390/patogens10111421

40. 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. DOI: 10.1016/j.compbiomed.2020.104137

41. 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. DOI: 10.1016/j.phymed.2020.153286

42. 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

43. Shoaib S., Ansari M.A., Kandasamy G., Vasudevan R., Hani U., Chauhan W., Alhumaidi M.S., Altammar K.A., Azmi S., Ahmad W., Wahab S., Islam N. An Attention towards the Prophylactic and Therapeutic Options of Phytochemicals for SARS-CoV-2: A Molecular Insight // Molecules. 2023. V. 28. N 2. DOI: 10.3390/molecules28020795

44. Swargiary A., Mahmud S., Saleh M.A. Screening of phytochemicals as potent inhibitor of 3-chymotrypsin and papain-like proteases of SARS-CoV-2: An in silico approach to combat COVID-19 // J. Biomol. Struct. Dyn. 2022. V. 40. P. 2067–2081. DOI: 10.1080/07391102.2020.1835729

45. Jena A.B., Kanungo N., Nayak V., Chainy G.B.N., Dandapat J. Catechin and curcumin interact with S protein of SARS-CoV-2 and ACE2 of human cell membrane: Insights from computational studies // Sci. Rep. 2021. Article number: 2043. DOI: 10.1038/s41598-021-81462-7

46. Nguyen T., Jung J.-H., Kim M.-K., Lim S., Choi J.-M., Chung B., Kim D.-W., Kim D. The inhibitory effects of plant derivate polyphenols on the main protease of SARS coronavirus 2 and their structure–activity relationship // Molecules. 2021. V. 26. DOI: 10.3390/molecules26071924

47. Clementi N., Scagnolari C., D’Amore A., Palombi F., Criscuolo E., Frasca F., Pierangeli A., Mancini N., Antonelli G., Clementi M., et al. Naringenin is a powerful inhibitor of SARSCoV-2 infection in vitro // Pharmacol. Res. 2021. V. 163. DOI: 10.1016/j.phrs.2020.105255

48. Jupudi S., Rajala S., Gaddam N.R., Swaminathan G., Peesa J.P., Rajagopal K. Azam M.A. Revisiting the South Indian traditional plants against several targets of SARS-CoV-2 - An In silico approach // Curr. Comput.-Aided Drug Des. 2022. DOI: 10.2174/1573409919666221230105758.

49. Yi Y., Zhang M., Xue H., Yu R., Bao Y.-O., Kuang Y., Chai Y., Ma W., Wang J., Shi X.et al. Schaftoside inhibits 3CLpro and PLpro of SARS-CoV-2 virus and regulates immune response and inflammation of host cells for the treatment of COVID-19 // Acta Pharm. Sin. B. 2022. V. 12. N 11. P. 4154–4164. DOI: 10.1016/j.apsb.2022.07.017

50. Ji J., Wang Z., Sun W., Li Z., Cai H., Zhao E., Cui H. Effects of Cynaroside on Cell Proliferation, Apoptosis, Migration and Invasion though the MET/AKT/mTOR Axis in Gastric Cancer // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22. N 22. DOI: 10.3390/ijms222212125

51. Moezzi M.S. Comprehensive in silico screening of flavonoids against SARS-CoV-2 main protease // J. Biomol. Struct. Dyn. 2022. P. 1–14. DOI: 10.1080/07391102.2022.2142297

52. Masiello P., Novelli M., Beffy P., Menegazzi M. Can Hypericum perforatum (SJW) prevent cytokine storm in COVID-19 patients? // Phytother. Res. 2020. V. 34. N 7. P. 1471–1473. DOI: 10.1002/ptr.6764

53. Ge Guangbo, Zhu Guanghao, Zhang Yani, Xiong Yuan, Hu Qing, Chen Hongzhuan Hypericum perforatum extract for inhibiting coronavirus 3CL proteolytic enzyme and medical application thereof // Patent China. CN113069486. 06.07.2021

54. Scholz W., Ludwig S., Hempel G., Hensel A. Compositions for treating SARS-CoV2 infection // Patent Germany. EP4094756A1∙2022-11-30.