Wirksamkeit von Artemisia-Extrakten gegen SARS-CoV-2

Hintergrund

Traditionelle Arzneimittel auf der Grundlage pflanzlicher Extrakte wurden als erschwingliche Behandlungen für Patienten vorgeschlagen, die an der Coronavirus-Krankheit 2019 (COVID-19) leiden, die durch das schwere akute Atemwegssyndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) verursacht wird. Tees und Getränke, die Extrakte aus Artemisia annua und Artemisia afra enthalten, sind in Afrika weit verbreitet, um eine SARS-CoV-2-Infektion zu verhindern und COVID-19 zu bekämpfen.

Methoden

Die in Madagaskar hergestellten Pflanzenextrakte und das Covid-Organics-Getränk wurden in vitro sowohl mit dem katzenartigen Coronavirus als auch mit SARS-CoV-2 auf Plaquereduktion getestet. Ihre Zytotoxizität wurde ebenfalls untersucht.

Ergebnisse

Mehrere Extrakte sowie Covid-Organics hemmten die SARS-CoV-2- und FCoV-Infektion in Konzentrationen, die die Zellviabilität nicht beeinträchtigten.

Schlussfolgerungen

Einige Pflanzenextrakte zeigen eine hemmende Aktivität gegen FCoV und SARS-CoV-2. Es bleibt jedoch unklar, ob die maximalen Plasmakonzentrationen beim Menschen die zur Hemmung der Virusinfektion nach dem Verzehr von Tees oder Covid-Organics erforderlichen Werte erreichen können. Klinische Studien sind erforderlich, um den Nutzen dieser Getränke für die COVID-19-Prävention oder -Behandlung von Patienten zu bewerten.

Das schwere akute respiratorische Syndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) [1] hat eine Pandemie der Coronavirus-Krankheit 2019 (COVID-19) verursacht [2,3,4], die zu einer steigenden Zahl von Todesopfern sowie schwerwiegenden wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Folgen führte. Mehrere Impfstoffe wurden in Rekordgeschwindigkeit entwickelt und zugelassen und werden jetzt so schnell wie möglich verteilt [5, 6]. Dennoch werden immer noch erschwingliche antivirale Behandlungen für diejenigen benötigt, die nicht geimpft sind oder bei denen Impfstoffe nicht funktionieren. Der klinische Nutzen von Remdesivir, dem einzigen antiviralen Medikament, das für die Behandlung von COVID-19 zugelassen ist, wird kontrovers diskutiert [7], so dass die COVID-19-Behandlung weitgehend unterstützend bleibt. Die Wiederverwendung von Medikamenten, die bereits für andere Krankheiten zugelassen sind, ist eine vergleichsweise schnelle Methode, um den dringenden Bedarf an wirksamen antiviralen Mitteln gegen SARS-CoV-2 zu decken. Artesunate 2 und andere synthetische Derivate des Sesquiterpen-Lacton-Naturprodukts Artemisinin 1 (Abb. 1), das aus Artemisia annua-Pflanzen isoliert ist, sind der wichtigste pharmazeutische Wirkstoff (API) der von der WHO empfohlenen Malaria-Kombinationstherapien, die jedes Jahr Tees aus den Blättern von A. annua-Pflanzen werden in der Traditionellen Chinesischen Medizin zur Behandlung von Malaria [9] empfohlen, und Tees aus Artemisia-Pflanzen werden in vielen afrikanischen Ländern häufig zur Behandlung von Malariapatienten verwendet, wenn auch entgegen den Empfehlungen der WHO [10].

Chemische Strukturen von Artemisinin 1, abgeleitet durch Isolierung von A. annua-Pflanzen und dem halbsynthetischen Derivat Artesunat 2, das der pharmazeutische Wirkstoff in von der WHO empfohlenen Malariamedikamenten ist

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Artemisinin und seine synthetischen Derivate haben in vitro und in klinischen Studien am Menschen beeindruckende Auswirkungen auf andere parasitäre Infektionen [11], eine Reihe verschiedener Krebsarten [12] und Viren [13] gezeigt. Neben reinen, halbsynthetischen Substanzen wurden Artemisia-Tees und Pflanzenmaterial zur Behandlung verschiedener Krankheiten erforscht [14].A. annua Extrakt hatte 2005 in vitro eine antivirale Aktivität gegen SARS-CoV [15] und SARS-CoV-2 (EC50-Wert: 2,5 μg/ml) gezeigt [16, 17]. Standardisierte A. annua-Extrakte mit hohem Artemisiningehalt werden derzeit in einer laufenden klinischen Phase-2-Studie gegen COVID-19 untersucht [18]. Artesunate 2 war in vitro signifikant aktiver als A. annua-Extrakte gegen SARS-CoV-2 [16]. Die hervorragenden Sicherheitsprofile von Arzneimitteln auf Artemisininbasis beim Menschen und ihre sofortige Verfügbarkeit für den weltweiten Vertrieb zu relativ niedrigen Kosten machen sie zu attraktiven Wiederverwendungskandidaten für die Behandlung von COVID-19.

Zu Beginn der Pandemie wurden in verschiedenen Ländern traditionelle Medikamente aus Pflanzenextrakten eingesetzt, um COVID-19-Infektionen zu verhindern oder COVID-19-Patienten zu behandeln. In Südafrika wurden Tees von A. afra, die - im Gegensatz zu A. annua - kein Artemisinin 1 enthalten, ohne In-vitro- oder klinische Daten weit verbreitet [19]. In Madagaskar wurde Covid-Organics, ein Getränk, das hauptsächlich A. annua-Extrakt und/oder Pflanzenmaterial enthält, vom Präsidenten Madagaskars Andry Rajoelina im April 2020 als „Wunderheilung“ angekündigt, das anschließend im Land verwendet und in mehrere afrikanische Nationen exportiert wurde, um COVID-19-Infektionen zu verhindern und zu behandeln Aus Befürchtungen, dass Artemisinin-Kombinationstherapien gegen Malaria unwirksam werden könnten, wenn Artemisinin-basierte Behandlungen gegen COVID-19 angewendet werden, warnte die WHO vor der Verwendung traditioneller Medikamente [21]. In jüngerer Zeit änderte die WHO ihre Empfehlung und forderte eine Untersuchung der potenziellen Wirksamkeit pflanzlicher Behandlungen [22]. Bisher wurden keine In-vitro-Daten über die antiviralen Wirkung von A. afra-Pflanzenextrakten oder Covid-Organics offengelegt. Hier berichten wir, dass verschiedene A. annua sowie A. afra Pflanzenextrakte und Covid-Organics in vitro eine antivirale Aktivität gegen SARS-CoV-2 zeigen. Es ist unklar, ob die Plasmakonzentrationen, die beim Menschen mit solchen Extrakten erreicht werden können, ausreichen, um COVID-19-Infektionen zu verhindern oder zu behandeln. Klinische Studien am Menschen werden erforderlich sein, um die Frage zu beantworten, ob die traditionellen Medikamente tatsächlich Auswirkungen auf die Prävention oder Behandlung von COVID-19-Infektionen haben können.

Pflanzenmaterial

Getrocknete Blätter von Artemisia-Pflanzen, die in verschiedenen Ländern und in verschiedenen Jahren angebaut wurden, wurden als Spenden erhalten (siehe Zusatzdatei 1). Covid-Organics wurde in Madagaskar gekauft.

Extraktion

Destilliertes Wasser (10 ml) wurde in einem Erlenmeyerkolben auf 90 °C erhitzt. Getrocknetes Pflanzenmaterial (1 g) wurde dem Lösungsmittel hinzugefügt und zwei Minuten bei 90 °C, dann 20 Minuten bei Raumtemperatur aufbewahrt. Die Mischung wurde mit Filterpapier und festem Material gefiltert, das mit frischem destilliertem Wasser (20 × 2 ml) gewaschen wurde. Das Lösungsmittel wurde durch Rotationsverdampfung entfernt und das feste Material wurde vor der Probenvorbereitung bei −10 °C gelagert. Ein ethanolischer Extrakt aus A. annua var. CPQBA 1 wurde hergestellt, indem 50 g getrocknete Blätter von A. annua mit 250 ml Ethanol bei 50 °C für 200 Minuten behandelt wurden.

Probenvorbereitung

Wässriger Extrakt: Getrockneter Extrakt (~ 135 mg) wurde auf Raumtemperatur erwärmt, bevor Dimethylsulfoxid (DMSO, 3 ml) hinzugefügt und die Mischung erhitzt (40 °C), um eine Solvatation zu gewährleisten. Die Lösung wurde mit einem Spritzenfilter gefiltert und vor der Verwendung in einer Schnappflasche bei −20 °C gelagert. Endkonzentration: ~ 45 mg/ml.

Ethanolic-Extrakt

Getrockneter Extrakt (61 mg) wurde auf Raumtemperatur erwärmt, bevor Dimethylsulfoxid (DMSO, 3 ml) hinzugefügt und die Mischung (40 °C) erhitzt wurde, um eine Solvatation zu gewährleisten. Die Lösung wurde mit einem Spritzenfilter gefiltert und vor der Verwendung in einer Schnappflasche bei −20 °C gelagert. Endkonzentration: ~ 20 mg/ml.

Zellkultur

Afrikanische grüne Affenniere VeroE6-Zellen (ATCC CRL-1586) und Crandell-Rees Feline Kidney (CRFK, ATCC CCL-94) Zellen wurden bei 37 °C mit 5% CO2im Minimum Essential Medium (MEM; PAN Biotech, Aidenbach, Deutschland) gehalten, ergänzt durch 10% fetales Rinderserum (PAN Biotech), 100 IE/mL Penicillin G und 100 μg/mL Streptomaycin (Carl Roth, Karlsruhe, Deutschland).

Virusisolate

Das SARS-CoV-2 BavPat 1 Isolat (SARS-CoV-2/human/Germany/BavPat 1/2020) wurde von Dr. Daniela Niemeyer und Dr. Christian Drosten (Charité, Berlin, Deutschland) und aus einem Ausbruch in München, Deutschland, im Februar 2020 (BetaCoV/Deutschland/BavPat1/2020) erhalten. Das feline Coronavirus (ATCC VR-989, WSU 79-1683) wurde auf CRFK-Zellen vermehrt und titriert [23].

Antiviraler Plaque-Reduktionstest

Zehnfache Verdünnungen der oben beschriebenen Verbindungen wurden in Zellkulturmedium hergestellt. Um die Wirkung der Verbindungen zu bestimmen, wurden Verdünnungen eine Stunde lang bei 37 °C mit 100 Plaque bildenden Einheiten (PFU) von FCoV oder SARS-CoV-2 inkubiert. Die Misch-Virus-Mischung wurde 45 Minuten lang bei Raumtemperatur mit CRFK- oder VeroE6-Zellen inkubiert. Die Zellen wurden einmal mit PBS gewaschen, überlagert mit 1,3 % probenfreier Methylcellulose, die Medium und Plaquebildung enthält, wurde zwei Tage nach der Infektion bewertet. Plaques von FCoV wurden mit spezifischen Antikörpern gefärbt (primärer Antikörper: monoklonaler Antikörper des Maus-Felin-Coronavirus-Nukleocapsid-Protein bei 1 μg/ml, Bio-Rad; sekundärer Antikörper: Alexa 488-markierter Ziegen-Anti-Maus-IgG bei 1 μg/ml; ThermoFisher) und manuell durch Fluoreszenzmikroskopie gezählt (Axio-Beobachter, Zeiss). SARS-CoV-2-Plaques wurden mit Kristallviolett gefärbt.

Zellviabilitätstests in CRFK- und VeroE6-Zellen

Um die zytotoxischen Wirkungen der getesteten Extrakte, Verbindungen und Verdünnungsmittel (DMSO) zu bewerten, wurde die Zellviabilität mit dem Cell Counting Kit-8 (CCK8, Merck, Deutschland) untersucht. Das Protokoll war dasselbe für CRFK- und VeroE6-Zellen: Zellen wurden mit 10.000 Zellen pro Brunnen aus flachen 96-Well-Platten ausgesät (Thermo Fisher Scientific, Roskilde, Dänemark). Am nächsten Tag wurde ein Medium ausgetauscht, das bestimmte Konzentrationen der Proben enthielt. Jede Konzentration oder Verdünnung wurde in drei Wiederholungen getestet; mindestens sechs unbehandelte Kontrollbrunnen wurden in den Test aufgenommen. Nach 45 Minuten oder 24 Stunden Inkubation bei 37 °C und 5% CO2 wurde das CCK8-Reagenz (10 μL) pro Bohrloch hinzugefügt und die Platten 1 Stunde lang bei 37 °C inkubiert, bevor die Absorption bei 450 nm mit einem FLUOstar OPTIMA 96-Well-Plattenleser (BMG LABTECH, Offenburg, Deutschland) aufgezeichnet wurde. Die Lebensfähigkeit von CRFK-Zellen wurde erst nach 45-minütiger Inkubation getestet. Die in jedem Bohrloch aufgezeichnete Absorption stand im Zusammenhang mit der durchschnittlichen Absorption von nicht behandelten Kontrollbrunnen, um den Prozentsatz der Zellviabilität zu berechnen. 1% SDS wurde als Negativkontrolle verwendet. Sigmoidal-Dosis-Wirkungskurven wurden angepasst, und die mittleren zytotoxischen Konzentrationswerte (CC50) wurden mit GraphPad Prism 8.0.0 berechnet.

Extrakte und Verbindungen

A. annua und A. afra Pflanzen (1 g) wurden mit destilliertem Wasser (10 ml) bei 90 °C für zwei Minuten und dann 20 Minuten bei Raumtemperatur extrahiert. Feststoffe wurden durch Filtration entfernt und das Lösungsmittel verdampft. Die extrahierten Materialien (~ 135 mg) wurden in DMSO (3 ml) gelöst und jeweils auf eine Konzentration von ~ 45 mg/ml gefiltert. Artemisinin (500 mg) wurde in DMSO (3 ml) gelöst. Covid-Organics (50 ml) wurde durch Rotationsverdampfung getrocknet und in DMSO (3 ml) gelöst (siehe Zusätzliche Datei 1 für Details).

Hemmung der Plaquebildung des felinen Coronavirus (FCoV) durch Pflanzenextrakte und Covid-Organika

Um die antivirale Aktivität der Extrakte und des reinen Artemisinins zu bewerten, verwendeten wir zuerst das feline Coronavirus (FCoV), ein biologisches Sicherheitsniveau (BSL)2-Coronavirus im Zusammenhang mit SARS-CoV-2, das außerhalb einer BSL3-Anlage behandelt werden kann. Die Extrakte wurden zehnfach in DMEM-Medium verdünnt und 45 Minuten lang bei Raumtemperatur mit 100 PFU des FCoV-Virus vorinkubiert. Virus-Inhibitor-Mix wurden mit einer Monoschicht von CRFK-Zellen inkubiert und die Plaquebildung zwei Tage nach der Infektion bewertet. Eine typische dosisabhängige Kurve der Virushemmung ist in Abb. gezeigt. 2. Alle Proben hemmten das Virus in hohen Konzentrationen. Die antivirale Aktivität war deutlich unter 1 mg/ml reduziert, da keine Virushemmung beobachtet wurde, während alle Proben eine ähnliche Aktivität im Bereich von 0,5 - 1 mg/ml zeigten. Die halb maximale effektive Konzentration (EC50) wurde auf der Grundlage dieser Kurven geschätzt (Zusätzliche Datei 1: Tabelle S1). A. annua var. CPQBA 1 alkoholischer Extrakt hemmte FCoV mit einer EC50 von 0,002 ± 0,001 mg/ml. Die Toxizitäten wurden auch mit CCK-8 bewertet (Daten sind in der zusätzlichen Datei 1: Abbildung S1 und Tabelle S1 dargestellt).

Dosisabhängige Hemmung der FCoV-Infektion durch Zugabe von Artemisia-Extrakten. Die Werte werden als Mittelwert ± SD, n = 3 ausgedrückt. Vollständige Datensätze und experimentelle Details finden Sie unter Zusätzliche Datei 1

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Covid-Organics zeigten eine moderate hemmende Aktivität gegen FCoV (Zusätzliche Datei 1: Abbildung S2). Die vielversprechendsten Proben auf der Grundlage der FCoV-Hemmungsdaten wurden für In-vitro-Hemmungsstudien mit SARS-CoV-2 in der BSL3-Einrichtung ausgewählt (Tabelle 1).

In-vitro-Hemmung der SARS-CoV-2-Plaquebildung durch Artemisia-Extrakte und Covid-Organika

Die Extrakte mit der höchsten Aktivität auf FCoV wurden anschließend mit Plaque-Reduktionstests auf ihre antivirale Aktivität gegen SARS-CoV-2 getestet. Die SARS-CoV-2-Plaquezahlen wurden nach der Inkubation mit den Extrakten bei 0,225 mg/ml reduziert, während bei 0,0225 mg/ml keine Aktivität nachgewiesen wurde. A. annua und A. afra wässriger Extrakt sowie ein A. annua Ethanolextrakt zeigten die Hemmung mit EC50-Werten unter 0,1 mg/ml (Abb. 3, Tabelle 2). Ähnlich wie bei den Ergebnissen der FCoV-Hemmung ist A. annua var. CPQBA 1 Alkoholextrakt war der beste Inhibitor mit einer EC50 von 0,0004 ± 0,0001 mg/ml.

(a) Bilder der SARS-CoV-2-Plaques, die mit verschiedenen Verdünnungen von Covid-Organics inkubiert wurden. Die Dosis wird durch den Prozentsatz des Rohgetränks ausgedrückt. (b) Konzentrationsabhängige Hemmung der SARS-CoV-2-Infektion mit verschiedenen Extrakten. Hier wurde SARS-CoV-2 45 Minuten lang mit indatierten Verbindungen vorinkubiert und das Gemisch anschließend für weitere 45 Minuten zu VeroE6-Zellen hinzugefügt. Dann wurden die Zellen mit PBS gewaschen, um Unboundvirionen zu entfernen, und drei Tage lang bis zur Plaquebildung mit Avicel-Overlay-Medium bedeckt. Bitte beachten Sie, dass sich das Testprotokoll von Ref. unterscheidet. 16. Werte werden als Mittelwert ± SD ausgedrückt, n = 3

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Die Zytotoxizität aller Proben gegenüber VeroE6-Zellen wurde bewertet, um sicherzustellen, dass antivirale Wirkungen nicht durch Toxizität verursacht wurden. Mit dem Cell Counting Kit-8 wurde die 50%ige zytotoxische Konzentration (CC50) jedes Extrakts in VeroE6-Zellen bestimmt und zeigte ein ähnliches Toxizitätsprofil mit einer CC50 um 10-20 mg/ml (Abb. 4, Tabelle 2). Der Selektivitätsindex (SI) wurde von CC50/EC50 bewertet. Die wässrigen Extrakte von A. annua aus Burkina Faso und Brasilien und A. afra aus Frankreich zeigten einen SI > 20. A. annua var. CPQBA 1 Alkoholextrakt zeigte einen SI > 200. Diese Tests bestätigten, dass die Extrakte die Infektion von SARS-CoV-2 in Konzentrationen hemmen können, die für die Zellen nicht toxisch sind.

Lebensfähigkeit von VeroE6-Zellen, die 45 Minuten lang in Gegenwart der Proben kultiviert werden. Werte werden als Mittelwert ± SD ausgedrückt, n = 3

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Das Covid-Organics-Getränk wurde zuerst durch Rotationsverdampfung konzentriert und dann für den Test verdünnt. Da die genaue Massenkonzentration unbekannt war, wird die hemmende Aktivität als Prozentsatz der Rohgetränke angezeigt (Tabelle 3). Die EC50 gegen SARS-CoV-2 wurde mit dem Plaque-Reduktionstest auf 7,73 % des Rohgetränks ermittelt. Der Selektivitätsindex betrug damit 5,28.

Naturprodukte waren eine reiche Quelle für die Entdeckung neuer Medikamente. Seit Tausenden von Jahren wenden sich Menschen Pflanzen zu, um verschiedene Krankheiten zu verhindern, zu lindern oder zu heilen. Heute wurden diese "traditionellen Arzneimittel" weitgehend durch synthetische pharmazeutische Wirkstoffe ersetzt. Dennoch werden Verbindungen, die durch Isolierung von Pflanzen gewonnen werden, in modernen Ansätzen zur Behandlung von Infektionskrankheiten, Krebs und anderen Krankheiten verwendet. Viele Naturprodukte zeigen antivirale Aktivitäten [24]. Artemisinin, isoliert aus A. annua-Pflanzen, und das halbsynthetische Derivat Artesunat 2, das durch chemische Modifikation erhalten wird, hemmen eine Vielzahl von Viren[13], einschließlich SARS-CoV [15]. Angesichts der Ähnlichkeiten zwischen SARS-CoV und SARS-CoV-2 untersuchten wir die Verwendung von Artemisinin 1 (Abb. 1), Artemisininderivaten wie Artesunate 2 sowie A. annua-Extrakten zur Hemmung von SARS-CoV-2 in vitro [16]. Artesunate erwies sich als am effektivsten bei der Hemmung des Virus, aber A. annua-Extrakte zeigten auch eine gewisse Aktivität in vitro. Klinische Studien zur Phase 2 am Menschen laufen derzeit, um die Wirksamkeit dieser Substanzen bei der Behandlung von COVID-19 zu testen [18]. Andere Gruppen berichteten über ähnliche Erkenntnisse zu rein synthetischen Artemisininderivaten [25] und ganzem A. annua Pflanzenmaterial [17].

Berichte, dass Tees aus A. annua- und A. afra-Pflanzen [19] sowie Covid-Organics, ein Getränk aus A. annua-Blättern und Ravensara aromatica in Madagaskar [20], in ganz Afrika verwendet wurden. Unsere frühere Beobachtung, dass A. annua-Extrakte SARS-CoV-2 in vitro hemmen können, veranlasste uns zu testen, ob solche Extrakte tatsächlich Coronaviren hemmen können. Um die hemmende Aktivität der verschiedenen Pflanzenextrakte gegen zwei verschiedene Coronaviren, das feline CoV und ein menschliches Isolat von SARS-CoV-2, zu bewerten, führten wir in vitro Plaquereduktionstests durch. Das Screening von Proben wurde blind mit FCoV in einer Einrichtung für biologische Sicherheit (BSL)-2 durchgeführt. Die Aktivität der vielversprechendsten Proben wurde anschließend in einer BSL3-Einrichtung mit einem SARS-CoV-2-Isolat getestet. Kurze Vorinkubation mit den Extrakten hemmte die Plaquebildung beider Viren signifikant, was darauf hindeutet, dass die Extrakte die Virusinfektion in vitro dosisabhängig unterdrücken (Abb. 3).

Einige Unterschiede in der hemmenden Aktivität gegen FCoV und SARS-CoV-2 wurden beobachtet und bestätigen Berichte, dass SARS-CoV-2 empfindlicher auf antivirale Mittel reagiert als FCoV [26]. Es wurde festgestellt, dass die Extrakte mit einigen leicht variierenden Aktivitäten sowohl das Coronavirus FCoV als auch SARS-CoV-2 hemmen. Zu den aktiven Proben gehörten Extrakte aus A. annua- und A. afra-Pflanzen, insbesondere der alkoholische Extrakt aus A. annua var. CPQBA 1 (Abb. 3). Diese Erkenntnis war überraschend, wenn man bedenkt, dass A. afra kein Artemisinin enthält, und noch mehr, als sich synthetisches Artesunat, ein pharmakokinetisch verbessertes Derivat von Artemisinin, in früheren In-vitro-SARS-CoV-2-Hemmungsstudien als am aktivsten erwiesen hat [16, 25 Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass nicht nur Artemisinin, sondern auch andere Verbindungen, die in den Artemisia-Extrakten enthalten sind, hemmende Wirkungen gegenüber SARS-CoV-2 haben. Es wurde vermutet, dass Flavonoide, die bei Artemisia-Arten vorhanden sind, gegen SARS-CoV-2 aktiv sind [27]. Es sei darauf hingewiesen, dass sich der EC50-Wert von Artemisinin aufgrund von Unterschieden in der Behandlungsdauer von einem früheren Bericht unterscheidet [16]. Die vorherige Studie maß eine Verringerung der Virusreplikation und Ausbreitung in Gegenwart des Medikaments über 24 Stunden Infektion. Im Gegensatz dazu haben wir in dieser Studie beurteilt, ob eine kurze prophylaktische Behandlung (45 Minuten) eine Infektion mit SARS-CoV-2 verhindern kann. Daher sind die Ergebnisse dieser beiden Studien nicht direkt vergleichbar.

Das kommerzielle Covid-Organics-Getränk, das aus A. annua-Pflanzen zubereitet wird, wurde vom Präsidenten Madagaskars im April 2020 zu Beginn der COVID-19-Pandemie ohne veröffentlichte wissenschaftliche Unterstützung hinsichtlich seiner Wirksamkeit gefördert. Anschließend kam es zu einer Kontroverse um das Produkt und seine Verwendung in mehreren Ländern Afrikas aus Befürchtungen, dass die Verwendung von Artemisinin-haltigen Extrakten zu einer Resistenz gegen dieses Medikament durch Plasmodium falciparum, den Parasiten, der Malaria verursacht, führen könnte. Wir hielten es für wichtig, die Extrakte in vitro zu testen und festzustellen, ob dieses Produkt eine antivirale Aktivität hat. In unserem In-vitro-Test wurde festgestellt, dass Covid-Organics SARS-CoV-2 in den von uns untersuchten Konzentrationen hemmen (Abb. 3), mit einer EC50 von 7,73 % für Rohgetränke und einem Selektivitätsindex von 5,28. Covid-Organics zeigten eine höhere antivirale Aktivität gegen SARS-CoV-2 im Vergleich zu FCoV, was den verschiedenen Wechselwirkungen mit den Viren und/oder Wirtszellen zugeschrieben werden konnte. Obwohl eine Hemmung der Virusinfektion festgestellt wird, ist der Selektivitätsindex nicht sehr vielversprechend.

Für alle getesteten Proben - A. annua- und A. afra-Extrakte sowie Covid-Organics - bleibt nachgewiesen, ob Serumspiegel, die zur Hemmung des Virus erforderlich sind, bei Patienten erreicht werden können. Extrakte zeigten eine gewisse Toxizität bei höheren Konzentrationen, aber der Selektivitätsindex von 10 öffnet ein nützliches therapeutisches Fenster, das in klinischen Studien am Menschen untersucht werden kann. Es muss getestet werden, ob solche Extrakte eine Aktivität in den oberen Atemwegen aufweisen.

Artemisia-Extrakte, die als Tees und Covid-Organics verwendet werden, können potenzielle Gegenmaßnahmen für COVID-19 sein. Die hier berichteten In-vitro-Hemmungsdaten müssen jedoch mit Untersuchungen in Tiermodellen sowie klinischen Studien am Menschen durchgeführt werden, bevor Empfehlungen für die Anwendung bei Patienten abgegeben werden können.

Verschiedene A. annua- und A. afra-Extrakte und das in Madagaskar produzierte Covid-Organics-Getränk hemmen die SARS-CoV-2- und feline Coronavirus-Infektion (FCoV) in vitro in Konzentrationen, die die Zellviabilität nicht beeinträchtigten. Klinische Studien sind erforderlich, um den Nutzen dieser Getränke für die COVID-19-Prävention oder -Behandlung bei Patienten zu bewerten.

Die Daten, die die Ergebnisse stützen, finden sich in den unterstützenden Informationen. Weitere Datenanfragen sollten an die entsprechenden Autoren gerichtet werden.

API:

Pharmazeutischen Wirkstoff

BSL:

Biosicherheitsniveau

CC50:

50 % zytotoxische Konzentration

COVID-19:

Coronavirus-Krankheit 2019

CRFK:

Crandell-Rees Katzenniere

DMSO:

Dimethylsufoxid

EC50:

Halbe maximale effektive Konzentration

FCoV:

Katzenartiges Coronavirus

MEM:

Minimales essentielles Medium

PBS:

Phosphatgepufferte Kochsalzlösung

PFU:

Plakettenformeinheiten

SARS-CoV-2:

Schweres akutes Atemwegssyndrom Coronavirus 2

SI:

Selektivitätsindex

WER:

Weltgesundheitsorganisation

Wir danken Lucile Cornet-Vernet für A. annua und A. afra Pflanzenmaterial, Prof. Pedro Melillo de Magalhaes (Univ. de Campinas, Brasilien) für A. annua Pflanzenmaterial und A. annua Ethanolextrakt, Dr. H.M. Hirt für A. annua Pflanzenmaterial und ArtemiLife Inc. für die Bereitstellung des A. annua Pflanzenmaterials. Wir danken einem anonymen Spender für die Bereitstellung einer ungeöffneten Flasche Covid-Organics, die in Madagaskar erhalten wurde. Wir danken Ann Reum für die technische Unterstützung.

Studien mit Tieren

Nicht zutreffend.

Open-Access-Finanzierung ermöglicht und organisiert von Projekt DEAL. Diese Forschung wurde von der Max-Planck-Gesellschaft finanziert.

1. Kerry Gilmore

   Aktuelle Adresse: Department of Chemistry, University of Connecticut, 55 N. Eagleville Rd., Storrs, CT, 06268, USA

Zugehörigkeiten

1. Institut für Virologie, Freie Universität Berlin, Robert von Ostertag-Str. 7-13, 14163, Berlin, Deutschland

   Chuanxiong Nie, Jakob Trimpert & Benedikt B. Kaufmann

2. Institut für Chemie und Biochemie, Freie Universität Berlin, Takustrasse 3, 14195, Berlin, Deutschland

   Chuanxiong Nie, Rainer Haag & Peter H. Seeberger

3. Abteilung für biomolekulare Systeme, Max-Planck-Institut für Kolloide und Grenzflächen, Am Mühlenberg 1, 14476, Potsdam, Deutschland

   Sooyeon Moon, Kerry Gilmore & Peter H. Seeberger

Beiträge

Konzeption, P.H.S., K.G. und B.B.K.; Methodik, C.N. und J.T.; formale Analyse, C.N. und J.T.; Untersuchung, C.N. und J.T.; Extraktion, S.M.; Probenvorbereitung, S.M.; Ressourcen, P.H Alle Autoren haben die veröffentlichte Version des Manuskripts gelesen und akzeptiert. Alle Autoren lasen und genehmigten das endgültige Manuskript.

Korrespondierende Autoren

Korrespondenz mit Benedikt B. Kaufer oder Peter H. Seeberger.

Ethikgenehmigung und Zustimmung zur Teilnahme

Nicht zutreffend.

Zustimmung zur Veröffentlichung

Nicht zutreffend.

Konkurrierende Interessen

K.G. ist Direktor von ArtemiLife, Inc. K.G. und P.H.S. haben eine erhebliche finanzielle Beteiligung an der ArtemiFlow GmbH, die Aktionär von ArtemiLife, Inc. ist, dem Unternehmen, das eines der Muster zur Verfügung gestellt hat. Alle anderen Autoren haben kein konkurrierendes Interesse.

Anmerkung des Herausgebers

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