تحقیقات جدید نشان می دهد که کاتالاز، آنزیمی که به طور طبیعی در انسان، گیاهان و حیوانات وجود دارد، می تواند تکثیر ویروس کرونا را در میمونهای رزوس سرکوب کند. نتایج همچنین نشان می دهد که این آنزیم می تواند پاسخ التهابی را که در COVID-19 شدید رخ می دهد، کاهش دهد.
برخی شواهد نشان می دهد که موارد شدید COVID-19 ممکن است نتیجه یک واکنش ایمنی غیر فعال بیش از حد شناخته شده با عنوان طوفان سیتوکین باشد. بدون درمان ، طوفان سیتوکین ممکن است منجر به مرگ و میر قابل توجهی شود.
عفونت با ویروس SARS-CoV-2، که باعث COVID-19 می شود، پاسخ ایمنی موضعی را تحریک می کند. سلول های سفید خون به بافت نفوذ می کنند و باعث تولید بیش از حد گونه های اکسیژن واکنش پذیر (ROS) می شوند.
افزایش سطح ROS باعث تجمع پراکسید هیدروژن در بافت ها می شود که منجر به آسیب بافتی، التهاب بیش از حد و افزایش تکثیر ویروس می شود. ROS بیشتر باعث ترشح سیتوکین می شود.
تولید بیش از حد سیتوکین های التهابی می تواند در موارد شدید COVID-19 رخ دهد. بنابراین درمان برای کاهش تولید سیتوکین ها و پاسخ التهابی ممکن است به درمان این بیماری کمک کند.
داروهای سرکوب کننده سیستم ایمنی که پزشکان در حال حاضر برای درمان طوفان سیتوکین استفاده می کنند شامل استروئیدها، گلوبولین ایمنی وریدی، مهارکننده های ژانوس کیناز(jak) و مسدود کننده های سیتوکین، مانند آناکینرا یا توسیلیزوماب است. با این حال ، برخی از این داروها گران هستند و عوارض جانبی ممکن است درمان را پیچیده کند. اینجاست که کاتالاز وارد عمل می شود. کاتالاز آنزیم آنتی اکسیدانی طبیعی است که در کبد، گلبول های قرمز خون و سلول های اپیتلیال آلوئولار وجود دارد) سلول هایی که درون آلوئول های ریه ها را می پوشانند(. این ماده به طور موثر پراکسید هیدروژن موجود در بدن را به اکسیژن و آب تجزیه می کند. کاتالاز هم اکنون به عنوان مکمل غذایی و افزودنی غذایی در دسترس است.
محققان دانشگاه کالیفرنیا ، لس آنجلس (UCLA)، دانشگاه فناوری شیمی پکن در چین و دیگر موسسات چینی اخیراً حدس زده اند که کاتالاز می تواند سطح پراکسید هیدروژن را در بدن کاهش دهد.
آنها گفتند، این می تواند سطح ROS پایین دست و انتشار سیتوکین را به حداقل برساند، در نهایت التهاب اضافی، آسیب سلول اکسیداتیو و همانند سازی ویروسی را که در COVID-19 شدید اتفاق می افتد، سرکوب می کند.
تیم دانشمندان برای تأیید فرضیه خود، تلاش کردند در کشت های سلولی میمونهای رزوس ماکاک با استفاده ازنانوکپسولهای کاتالاز- n (CAT) -که از مولکولهای کاتالاز که با پوسته نازک پلیمری پوشیده شده است، چندین آزمایش انجام دهند. این پوشش باعث افزایش پایداری و طولانی شدن زمان باقی ماندن کاتالاز در خون می شود. محققان اثرات N (CAT) در کشت های سلولی انسانی ارزیابی کردند و اثربخشی آن را در جلوگیری از آسیب اکسیداتیو به سلولهای اپیتلیال آلوئول ریوی انسان آزمایش کردند.
نتایج نشان داد که n (CAT) قادر به محافظت و همچنین احیای سلولهای آلوئولی است که در اثر قرار گرفتن در معرض پراکسید هیدروژن دچار آسیب پایدار شده اند.
این محقق در ادامه به کشت سلول های سفید خون با n (CAT) و سلول های آلوئولار انسانی آسیب دیده توسط پراکسید هیدروژن پرداخت. افزودن n (CAT) در این زمینه همچنین منجر به محافظت و احیای سلولهای آلوئولار آسیب دیده شد. آزمایش دیگری توانایی n (CAT) را در کنترل تولید سیتوکین ها در گلبول های سفید خون بررسی کرد.
محققان دریافتند که در کشت های سلولی، افزودن n (CAT) به گلبولهای سفید منجر به تجمع کمتر قابل توجهی از سیتوکینها از جمله فاکتور نکروز تومور آلفا (TNF-alpha) و اینترلوکین -10 (IL-10) نسبت به افرادی که n (CAT) به گلبول های سفید اضافه نشده است، می شود.
همچنین افزودن n (CAT) به سلولهای آلوئولار انسانی که با سلولهای سفید خون فعال شده کشت داده شده است نشان داد که n (CAT) به طور قابل توجهی سلامت سلول را افزایش می دهد. این نتایج نشان می دهد که n (CAT) می تواند سلولهای ریه را در برابر انواع خاصی از آسیب محافظت کند، و این نشان دهنده یک اثر ضد التهابی است.
سرانجام ، محققان اثر n (CAT) را در سرکوب تکثیر ویروس SARS-CoV-2 در میمونهای رزوس آزمایش کردند. محققان ابتدا با تجویز ویروس از طریق بینی، همه موشهای رزوس را با ویروس کرونا ویروس جدید آلوده کردند. آنها سپس از طریق بینی به دو میمون محلول نمکی، سالین بافر فسفات (PBS) دادند. این حیوانات به عنوان گروه کنترل عمل کردند. سه میمون از طریق استنشاق n (CAT) دریافت کردند و دو میمون دیگر از طریق استنشاق PBS و از طریق تزریق n (CAT) دریافت کردند. حیواناتی که تحت درمان n (CAT) قرار گرفتند این کار را در روزهای 2 ، 4 و 6 آزمایش انجام دادند.
تا روز دوم ، دو مورد از سه ماكایی كه n (CAT) از طریق استنشاق دریافت كردند دارای بار ویروسی SARS-CoV-2 کمتری نسبت به میمونهای گروه كنترل بود. دو ماکایی که n (CAT) به صورت داخل وریدی دریافت کردند نیز بار ویروسی به مراتب کمتری را نسبت به گروه کنترل پس از روز 2 آزمایش نشان دادند.
به نظر نمی رسد که تجویز n (CAT) – چه از راه وریدی و چه از طریق استنشاق – آسیب قابل تشخیصی در بافت ایجاد کند.
بنابراین مطالعه نشان می دهد که کاتالاز می تواند همانند سازی SARS-CoV-2 را در ماکاک رزوس سرکوب کند بدون اینکه اثرات سویی ایجاد کند. علاوه بر این ، طبق آزمایش های انجام شده در کشت های سلولی، کاتالاز از سلول های اپیتلیال آلوئول محافظت می کند و تولید سیتوکین را در گلبول های سفید تنظیم می کند.
پروفسور لو می گوید: ” در این میان، تحقیقات ما نشان می دهد این آنزیم می تواند یک راه حل درمانی بسیار موثر برای درمان التهاب بیش از حد که به دلیل ویروس SARS-CoV-2 اتفاق می افتد و همچنین به طور کلی التهاب بیش از حد ، ارائه دهد.”
دکتر گریگوری فیش باین ، همکار پروفسور ، که همکار پروفسور لو در همان موسسه است ، همچنین اضافه می کند: هنوز، نتایج مطالعه نیاز به تأیید مطالعات کنترل شده تصادفی آینده نگر دارد که ایمنی و اثربخشی کاتالاز را در انسانهایی که به ویروس SARS-CoV-2 مبتلا شده اند ارزیابی کند. فقط در این صورت است که محققان قادر خواهند بود ثابت کنند که آیا این آنزیم واقعاً در درمان COVID-19 مثر است.
