La deuxième vague de la pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) a touché de nombreux pays, coûtant des milliers de vies et portant de nouveaux coups durs à des économies déjà sous le choc.
Les scientifiques ont travaillé dur pour sortir de nouveaux médicaments et réutiliser les plus anciens pour arrêter le virus dans ses voies et aider le monde à revenir à quelque chose qui ressemble à la normalité.
La nature hautement infectieuse du coronavirus-2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) et le pourcentage important de personnes qui développent une maladie grave ou critique à la suite d’une infection ont fait peser un lourd fardeau sur les prestataires de soins de santé et les autorités de santé publique. . La recherche de mesures de contrôle pharmaceutique nécessite in vitro études d’efficacité des médicaments, pour lesquelles tous les laboratoires ne sont pas équipés.
La plupart des composés de plomb prédits proviennent d’études informatiques. Ainsi, il existe peu d’informations réelles in vitro sur l’efficacité des médicaments supposés avoir une activité potentielle contre le virus, à part une poignée comprenant le remdesivir, l’hydroxychloroquine, le lopinavir-ritonavir, le favipiravir, l’interféron, le mésylate de camostat, le tocilizumab et d’autres immunomodulateurs.
Parmi ceux-ci, les essais SOLIDARITY et RECOVERY, qui sont toujours en cours, ont rapporté dans des résultats préliminaires que ces médicaments n’avaient aucun effet significatif sur le nombre de décès ou la durée d’hospitalisation suite à une infection par le SRAS-CoV-2.
Le cuivre est connu depuis longtemps pour exercer des actions antimicrobiennes et antivirales.
Le SRAS-CoV-2 peut être éradiqué d’une surface en cuivre dans les 4 heures alors qu’il peut survivre jusqu’à 72 heures sur une surface en acier inoxydable et en plastique. »
Ainsi, il pourrait être utile d’inactiver le virus sur les poignées de porte d’hôpital, les masques faciaux et d’autres surfaces exposées à la contamination.
Cette recherche a été publiée dans le serveur de pré-impression bioRxiv*.
Processus de recherche. Crédit d’image: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.12.13.422548v1.full.pdf
Sommaire
Cuivre dans le corps
Le cuivre est un cofacteur essentiel à l’activité de plusieurs enzymes qui participent aux réactions redox. La concentration de cuivre dans la cellule doit être suffisamment élevée pour empêcher la dégradation métabolique.
Chez les adultes, cela varierait de 650 à 1850 μg / L. Le cuivre est lié par de nombreuses protéines, notamment la céruloplasmine, l’albumine et l’alpha-2-macroglobuline. Le premier lie de 40 à 70% du cuivre total dans le plasma.
Gluconate de cuivre
L’étude actuelle explore l’utilisation du cuivre pour bloquer l’infection cellulaire par le SRAS-CoV-2. Le gluconate de cuivre pourrait être un inhibiteur viral, empêchant l’infection par le SRAS-CoV-2. Les chercheurs ont décidé d’utiliser une nouvelle technique de dépistage à haute teneur (HCS) basée sur la microscopie confocale pour évaluer l’effet du prétraitement et du post-traitement avec le gluconate de cuivre sur l’infection cellulaire par ce virus.
Les scientifiques ont utilisé un système cellulaire exposé au SRAS-CoV-2 synthétique, avec une protéine fluorescente verte (GFP) comme rapporteur. Le rapporteur facilite la détection rapide du virus par fluorescence.
L’utilisation de cette méthode permet de réaliser une analyse séparée de chaque cellule, avec une grande fiabilité en raison du comptage simultané de milliers de cellules à chaque puits. L’automatisation complète de ce processus élimine les multiples sources de biais. En bref, ce modèle est adapté au dépistage des médicaments, comme le montre son utilisation pour le remdesivir.
Dans cette étude, l’utilisation de la GFP-SARS-CoV-2 a été combinée à la méthode de microscopie confocale pour évaluer l’activité antivirale du gluconate de cuivre. Il peut être affiné davantage pour examiner d’autres médicaments antiviraux potentiels dans des lignées cellulaires de mammifères.
Gluconate de cuivre et viabilité cellulaire
Les chercheurs ont testé la toxicité du gluconate de cuivre en utilisant des cellules Vero E6 traitées avec du gluconate de cuivre à des concentrations de 0 à 1600 μM pendant 24 heures. Ils ont mesuré la quantité de XIT converti en formazan, donnant une couleur orange, avec le test CyQUANT XTT.
Ils ont constaté que jusqu’à 200 μM, la viabilité des cellules Vero restait intacte. Après cela, il est tombé brusquement de 400 μM à 800 μM, mesuré à <40% et presque zéro, respectivement.
Gluconate de cuivre et entrée virale
Ensuite, ils ont traité les cellules Vero E6 avec du gluconate de cuivre de 0 à 100 μM à 18 heures, puis les ont infectées avec le virus. Après un intervalle d’une heure pour permettre l’adsorption du virus, les cellules ont de nouveau été exposées à un milieu de culture frais avec la même concentration de gluconate de cuivre pendant 48 heures de plus. À ce stade, une microscopie confocale a été réalisée pour évaluer le niveau d’infection et de réplication virale.
Les résultats ont montré que les cellules traitées avec du gluconate de cuivre à 25 μM ou plus avaient des taux d’infection inférieurs de 70% (nombre de cellules infectées). Cette dose était la plus faible pour obtenir une réduction marquée de l’infection. De plus, l’intensité moyenne de la fluorescence de la GFP était inversement proportionnelle à la concentration de gluconate de cuivre, indiquant l’effet limitant du cuivre sur la réplication virale.
Néanmoins, même à 100 μM, le gluconate de cuivre n’a pas atteint une inhibition virale complète. Les concentrations au-delà de cette valeur n’ont pas été dosées, même si elles semblent non cytotoxiques même à des concentrations de 200 μM. La concentration tissulaire de cuivre est mille fois inférieure à la concentration sérique, de 1 à 12 μg / g vs 1000 μg / (15 μM). Pour cette raison, les scientifiques ont choisi d’évaluer l’effet jusqu’à 25 μM de gluconate de cuivre, même si l’effet observé était loin d’être efficace par rapport aux médicaments antiviraux.
Les chercheurs attirent l’attention sur la présence de cuivre dans toutes les cellules eucaryotes. Cela pourrait expliquer et prédire un effet antiviral complexe du cuivre in vivo plutôt que de simplement réduire le taux d’infection.
Mécanisme de toxicité du cuivre
Le gluconate de cuivre peut endommager les membranes virales et dénaturer le génome viral par un effet direct puisque, dans cette expérience, la concentration en cuivre a été maintenue stable tout au long de l’expérience. Deuxièmement, l’augmentation des niveaux de gluconate de cuivre jusqu’à 100 μM était liée à une baisse de l’intensité de fluorescence moyenne, MFI. Fait intéressant, la GFP dans le SARS-CoV-2 recombinant est fusionnée à la protéine non structurale nsp7. Par conséquent, une MFI réduite pourrait indiquer que le cuivre perturbe la production de protéines virales.
En fait, des études de modélisation antérieures ont prédit un rôle inhibiteur pour des métaux comme le cobalt ou le cuivre sous forme ionique sur la principale protéase du SARS-CoV-2. D’autres recherches confirmeront que c’est le cas.
Un autre mécanisme pourrait être l’augmentation de l’expression de la superoxyde dismutase 1 de Cu / Zn (SOD1), qui s’est avérée être liée à une réplication virale réduite. in vitro. Enfin, la réplication du coronavirus nécessite un complexe de réplication qui dépend des composants cellulaires associés à l’autophagie.
Le cuivre est connu pour modifier le taux d’autophagie et pourrait ainsi réduire ou empêcher la formation de ce complexe. Lequel de ces mécanismes potentiels est le plus important dans l’effet antiviral du cuivre reste à découvrir dans les recherches futures.
Conclusion
Beaucoup plus d’études sont nécessaires pour comprendre le rôle du cuivre dans l’infection virale aiguë, à partir des concentrations d’ions cuivre dans le sang, les ongles, les cheveux et d’autres tissus à tous les stades et à différents niveaux de gravité clinique du COVID-19.
L’étude actuelle montre que l’administration de gluconate de cuivre peut réduire les taux d’infection par le SRAS-CoV-2 in vitro.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, orienter la pratique clinique / les comportements liés à la santé ou être traités comme des informations établies.