Les nanosystèmes de curcumine pourraient être de puissants traitements contre le COVID-19
Avec l’émergence de nouvelles variantes du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), la pandémie de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) est loin d’être terminée. Alors que le déploiement mondial du vaccin s’est déroulé à une vitesse impressionnante, la recherche de nouvelles thérapies sûres, efficaces et ciblées est toujours en cours.
Maintenant, une nouvelle étude en biomédecine et pharmacothérapie examine le potentiel de la curcumine, un alcaloïde naturel dérivé du curcuma, et des nanosystèmes pour traiter le COVID-19.
Le besoin de thérapeutique
Le COVID-19 est causé par une infection par le nouveau pathogène SARS-CoV-2, qui engage et pénètre dans les cellules hôtes par le biais de sa protéine de pointe . À l’heure actuelle, il y a plus de 138,3 millions de cas documentés dans le monde, avec un nombre de morts proche de trois millions.
Bien que les vaccins aient été approuvés pour une utilisation d’urgence, leur efficacité contre certaines des nouvelles variantes a été remise en question. De plus, la couverture vaccinale d’au moins 70 % de la population dans tous les pays du monde est susceptible de prendre beaucoup de temps, compte tenu du rythme actuel de la vaccination, du déficit de production de vaccins et des défis logistiques.
Le monde aura donc toujours besoin de médicaments efficaces et sûrs pour intervenir dans les maladies graves causées par ce virus. L’article se concentre sur l’activité individuelle et synergique de la curcumine et des nanostructures contre le virus.
La Curcumine en question
La curcumine est un composé polyphénolique isolé du rhizome de la plante de curcuma, Curcuma longa . Il constitue le principal curcuminoïde de cette plante, à 77% du total, tandis que le composé mineur curcumine II en représente 17% et la curcumine III en représente 3%.
La curcumine a été caractérisée et étudiée de manière approfondie, en tant que molécule naturelle aux propriétés médicinales. Sa tolérabilité et sa sécurité ont été bien documentées, avec une dose maximale de 12 g/jour.
Ses utilisations ont été décrites comme anti-inflammatoires, anticancéreuses et antioxydantes, ainsi qu’antivirales. La curcumine a été suggérée comme une molécule ayant le potentiel de guérir l’œdème pulmonaire et d’autres processus préjudiciables qui conduisent à la fibrose pulmonaire après COVID-19.
La curcumine inhibe les enzymes virales
On pense que cela est dû à sa capacité à inhiber le virus lui-même, ainsi qu’à moduler les voies inflammatoires. Il régule la transcription et la régulation virales, se lie avec une puissance élevée à l’enzyme principale protéase virale (Mpro) qui est la clé de la réplication et inhibe l’attachement viral et l’entrée dans la cellule hôte. Il peut également perturber les structures virales.
Sa gamme de cibles antivirales comprend le virus de l’hépatite C, le virus de l’immunodéficience humaine (VIH), le virus d’Epstein-Barr et le virus de la grippe A. Il a été rapporté qu’il inhibe la protéase de type 3C (3CLpro) plus efficacement que d’autres produits naturels, y compris la quercétine, ou des médicaments comme la chloroquine et l’hydroxychloroquine.
Cela pourrait permettre la réduction des charges virales au sein de la cellule humaine beaucoup plus rapidement que d’autres médicaments moins inhibiteurs, et ainsi empêcher la progression de la maladie vers le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA).
La curcumine extraite du curcuma inhibe également la protéase de type papaïne (PLpro) avec une concentration inhibitrice de 50 % (IC50) de 5,7 µM qui surpasse la quercétine et d’autres produits naturels.
La curcumine inhibe le récepteur de la cellule hôte
Le virus se fixe au récepteur des cellules cibles de l’hôte humain, l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2). Des études de modélisation ont montré que la curcumine inhibe cette interaction virus-récepteur de deux manières, en inhibant à la fois la protéine de pointe et le récepteur ACE2.
Cependant, la curcumine a une faible biodisponibilité, car elle ne se dissout pas bien dans l’eau et est instable dans les milieux aqueux, en particulier à un pH plus élevé. Lorsqu’il est administré par voie orale, il subit un métabolisme rapide par l’intestin et le foie. Cet obstacle peut être surmonté en utilisant des nanosystèmes.
De nombreux supports nanostructurés différents peuvent être utilisés à cette fin, tels que des nanoémulsions, des microémulsions, des nanogels, des micelles, des nanoparticules et des liposomes. De tels supports empêchent la dégradation métabolique de la curcumine, augmentent sa solubilité et l’aident à traverser les membranes biologiques.
Au moins trois produits de curcumine à base de nanostructures sont déjà disponibles dans le commerce, mais peu d’études ont examiné leur efficacité contre COVID-19 in vivo . Ceux-ci ont montré la capacité des formulations à moduler les réponses immunitaires et à réduire les symptômes de la maladie, et peut-être à accélérer la guérison.
Avantages des nanoparticules
Les nanoparticules (NP) sont une catégorie de nanostructures qui peuvent être fonctionnalisées facilement et qui ont un large éventail potentiel de matériaux et de structures. Cela pourrait leur permettre d’être conçus pour des cibles virales spécifiques à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule hôte. L’ajout de groupes fonctionnels à la surface des nanoparticules, tels que des anticorps, de l’héparine et des sucres, peut élargir la plage d’activité de la nanoparticule.
Mécanismes NP indépendants de l’activité antivirale
Les NP agissent de plusieurs manières, telles que l’inactivation de la particule virale, l’inhibition de l’attachement et de l’entrée virale et la prévention de la réplication virale. Selon le groupe fonctionnel et le type de NP utilisé, ils peuvent altérer la structure de la capside virale et ainsi réduire la charge virale .
En interagissant avec le pic SARS-CoV-2, ils peuvent inactiver le virus, comme indiqué précédemment avec les NP métalliques, empêchant à la fois la liaison pic-ACE2 et l’internalisation virale. L’apparition d’interactions électrostatiques entre les NP chargées et le virus abolit la charge effective sur ce dernier, provoquant l’agrégation virale.
Avec des particules virales à l’intérieur de la cellule, les NP peuvent engager l’ARN viral et empêcher la réplication, suivie d’une propagation virale vers les cellules voisines.
Formules combinées
Ainsi, la curcumine peut inhiber les cibles virales, tandis que les NP peuvent renforcer le blocage de l’entrée du virus ou utiliser d’autres mécanismes d’inactivation, selon le groupe fonctionnel.
Des études antérieures ont montré que les NP d’argent chargées de curcumine entraînaient une activité antivirale accrue par rapport à la curcumine ou aux NP d’argent isolées, avec une réduction de la fusion cellule-cellule et de la formation de syncytium. Les points de curcumine-carbone sont une autre option qui s’est avérée efficace pour inhiber l’entrée du virus de la diarrhée épidémique porcine, encore une fois un coronavirus.
Implications et orientations futures
Ces résultats indiquent le potentiel d’investigation de la curcumine et des nanosystèmes pour le traitement du SRAS-CoV-2. D’autres études sont nécessaires pour valider l’activité anti-SARS-CoV-2 de ces deux molécules, ainsi que leur efficacité et leur synergie in vitro et in vivo, suivies d’essais cliniques.
Les formulations de curcumine-NP peuvent être à l’avant-garde de ces recherches puisqu’elles sont déjà approuvées pour un usage thérapeutique.
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Référence de la revue :
- Dourado, D. et al. (2021). Les nanosystèmes de curcumine seront-ils les prochaines alternatives antivirales prometteuses dans les essais de traitement COVID-19 ? Biomédecine et pharmacothérapie . https://doi.org/10.1016/j.biopha.2021.111578 , https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0753332221003632
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