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Mendonça SC, Gomes BA, Campos MF, da Fonseca TS, Esteves MEA, Andriolo BV, Cheohen CFDAR, Constant LEC, da Silva Costa S, Calil PT, Tucci AR, de Oliveira TKF, Rosa ADS, Ferreira VNDS, Lima JNH, Miranda MD, da Costa LJ, da Silva ML, Scotti MT, Allonso D, Leitão GG, Leitão SG. Myrtucommulones and Related Acylphloroglucinols from Myrtaceae as a Promising Source of Multitarget SARS-CoV-2 Cycle Inhibitors. Pharmaceuticals (Basel) 2024; 17:436. [PMID: 38675398 PMCID: PMC11054083 DOI: 10.3390/ph17040436] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/11/2024] [Accepted: 03/22/2024] [Indexed: 04/28/2024] Open
Abstract
The LABEXTRACT plant extract bank, featuring diverse members of the Myrtaceae family from Brazilian hot spot regions, provides a promising avenue for bioprospection. Given the pivotal roles of the Spike protein and 3CLpro and PLpro proteases in SARS-CoV-2 infection, this study delves into the correlations between the Myrtaceae species from the Atlantic Forest and these targets, as well as an antiviral activity through both in vitro and in silico analyses. The results uncovered notable inhibitory effects, with Eugenia prasina and E. mosenii standing out, while E. mosenii proved to be multitarget, presenting inhibition values above 72% in the three targets analyzed. All extracts inhibited viral replication in Calu-3 cells (EC50 was lower than 8.3 µg·mL-1). Chemometric analyses, through LC-MS/MS, encompassing prediction models and molecular networking, identified potential active compounds, such as myrtucommulones, described in the literature for their antiviral activity. Docking analyses showed that one undescribed myrtucommulone (m/z 841 [M - H]-) had a higher fitness score when interacting with the targets of this study, including ACE2, Spike, PLpro and 3CLpro of SARS-CoV-2. Also, the study concludes that Myrtaceae extracts, particularly from E. mosenii and E. prasina, exhibit promising inhibitory effects against crucial stages in SARS-CoV-2 infection. Compounds like myrtucommulones emerge as potential anti-SARS-CoV-2 agents, warranting further exploration.
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Affiliation(s)
- Simony Carvalho Mendonça
- Departamento de Produtos Naturais e Alimentos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-902, RJ, Brazil; (S.C.M.); (B.A.G.); (M.F.C.)
| | - Brendo Araujo Gomes
- Departamento de Produtos Naturais e Alimentos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-902, RJ, Brazil; (S.C.M.); (B.A.G.); (M.F.C.)
- Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia Vegetal e Bioprocessos, Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-902, RJ, Brazil
| | - Mariana Freire Campos
- Departamento de Produtos Naturais e Alimentos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-902, RJ, Brazil; (S.C.M.); (B.A.G.); (M.F.C.)
- Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia Vegetal e Bioprocessos, Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-902, RJ, Brazil
| | - Thamirys Silva da Fonseca
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-902, RJ, Brazil;
| | - Maria Eduarda Alves Esteves
- Programa de Pós-Graduação em Biologia Computacional e Sistemas, Instituto Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro 21040-900, RJ, Brazil; (M.E.A.E.); (M.L.d.S.)
| | - Bruce Veiga Andriolo
- Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia, Duque de Caxias 25250-020, RJ, Brazil;
| | - Caio Felipe de Araujo Ribas Cheohen
- Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Ciências Fisiológicas, Centro de Ciências da Saúde, Instituto de Biodiversidade e Sustentabilidade NUPEM, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Macaé 27965-045, RJ, Brazil;
| | - Larissa Esteves Carvalho Constant
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas, Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-590, RJ, Brazil; (L.E.C.C.); (S.d.S.C.); (D.A.)
| | - Stephany da Silva Costa
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas, Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-590, RJ, Brazil; (L.E.C.C.); (S.d.S.C.); (D.A.)
| | - Pedro Telles Calil
- Departamento de Virologia, Instituto de Microbiologia Paulo de Góes, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-590, RJ, Brazil; (P.T.C.); (L.J.d.C.)
| | - Amanda Resende Tucci
- Laboratory of Morphology and Viral Morphogenesis, Oswaldo Cruz Institute, Oswaldo Cruz Foundation, Rio de Janeiro 21041-250, RJ, Brazil; (A.R.T.); (T.K.F.d.O.); (A.d.S.R.); (V.N.d.S.F.); (J.N.H.L.); (M.D.M.)
- Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, Instituto Oswaldo Cruz, Fundação Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro 21041-250, RJ, Brazil
| | - Thamara Kelcya Fonseca de Oliveira
- Laboratory of Morphology and Viral Morphogenesis, Oswaldo Cruz Institute, Oswaldo Cruz Foundation, Rio de Janeiro 21041-250, RJ, Brazil; (A.R.T.); (T.K.F.d.O.); (A.d.S.R.); (V.N.d.S.F.); (J.N.H.L.); (M.D.M.)
- Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, Instituto Oswaldo Cruz, Fundação Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro 21041-250, RJ, Brazil
| | - Alice dos Santos Rosa
- Laboratory of Morphology and Viral Morphogenesis, Oswaldo Cruz Institute, Oswaldo Cruz Foundation, Rio de Janeiro 21041-250, RJ, Brazil; (A.R.T.); (T.K.F.d.O.); (A.d.S.R.); (V.N.d.S.F.); (J.N.H.L.); (M.D.M.)
- Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, Instituto Oswaldo Cruz, Fundação Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro 21041-250, RJ, Brazil
| | - Vivian Neuza dos Santos Ferreira
- Laboratory of Morphology and Viral Morphogenesis, Oswaldo Cruz Institute, Oswaldo Cruz Foundation, Rio de Janeiro 21041-250, RJ, Brazil; (A.R.T.); (T.K.F.d.O.); (A.d.S.R.); (V.N.d.S.F.); (J.N.H.L.); (M.D.M.)
| | - Julia Nilo Henrique Lima
- Laboratory of Morphology and Viral Morphogenesis, Oswaldo Cruz Institute, Oswaldo Cruz Foundation, Rio de Janeiro 21041-250, RJ, Brazil; (A.R.T.); (T.K.F.d.O.); (A.d.S.R.); (V.N.d.S.F.); (J.N.H.L.); (M.D.M.)
| | - Milene Dias Miranda
- Laboratory of Morphology and Viral Morphogenesis, Oswaldo Cruz Institute, Oswaldo Cruz Foundation, Rio de Janeiro 21041-250, RJ, Brazil; (A.R.T.); (T.K.F.d.O.); (A.d.S.R.); (V.N.d.S.F.); (J.N.H.L.); (M.D.M.)
- Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, Instituto Oswaldo Cruz, Fundação Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro 21041-250, RJ, Brazil
| | - Luciana Jesus da Costa
- Departamento de Virologia, Instituto de Microbiologia Paulo de Góes, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-590, RJ, Brazil; (P.T.C.); (L.J.d.C.)
| | - Manuela Leal da Silva
- Programa de Pós-Graduação em Biologia Computacional e Sistemas, Instituto Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro 21040-900, RJ, Brazil; (M.E.A.E.); (M.L.d.S.)
- Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia, Duque de Caxias 25250-020, RJ, Brazil;
- Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Ciências Fisiológicas, Centro de Ciências da Saúde, Instituto de Biodiversidade e Sustentabilidade NUPEM, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Macaé 27965-045, RJ, Brazil;
| | - Marcus Tullius Scotti
- Departamento de Química, Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa 58033-455, PB, Brazil;
| | - Diego Allonso
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas, Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-590, RJ, Brazil; (L.E.C.C.); (S.d.S.C.); (D.A.)
- Departamento de Biotecnologia Farmacêutica, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-902, RJ, Brazil
| | - Gilda Guimarães Leitão
- Instituto de Pesquisas de Produtos Naturais, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-902, RJ, Brazil
| | - Suzana Guimarães Leitão
- Departamento de Produtos Naturais e Alimentos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-902, RJ, Brazil; (S.C.M.); (B.A.G.); (M.F.C.)
- Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia Vegetal e Bioprocessos, Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-902, RJ, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-902, RJ, Brazil;
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Wais T, Hasan M, Rai V, Agrawal DK. Gut-brain communication in COVID-19: molecular mechanisms, mediators, biomarkers, and therapeutics. Expert Rev Clin Immunol 2022; 18:947-960. [PMID: 35868344 PMCID: PMC9388545 DOI: 10.1080/1744666x.2022.2105697] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/11/2022] [Accepted: 07/21/2022] [Indexed: 11/04/2022]
Abstract
INTRODUCTION Infection with COVID-19 results in acute respiratory symptoms followed by long COVID multi-organ effects presenting with neurological, cardiovascular, musculoskeletal, and gastrointestinal (GI) manifestations. Temporal relationship between gastrointestinal and neurological symptoms is unclear but warranted for exploring better clinical care for COVID-19 patients. AREAS COVERED We critically reviewed the temporal relationship between gut-brain axis after SARS-CoV-2 infection and the molecular mechanisms involved in neuroinvasion following GI infection. Mediators are identified that could serve as biomarkers and therapeutic targets in SARS-CoV-2. We discussed the potential therapeutic approaches to mitigate the effects of GI infection with SARS-CoV-2. EXPERT OPINION Altered gut microbiota cause increased expression of various mediators, including zonulin causing disruption of tight junction. This stimulates enteric nervous system and signals to CNS precipitating neurological sequalae. Published reports suggest potential role of cytokines, immune cells, B(0)AT1 (SLC6A19), ACE2, TMRSS2, TMPRSS4, IFN-γ, IL-17A, zonulin, and altered gut microbiome in gut-brain axis and associated neurological sequalae. Targeting these mediators and gut microbiome to improve immunity will be of therapeutic significance. In-depth research and well-designed large-scale population-based clinical trials with multidisciplinary and collaborative approaches are warranted. Investigating the temporal relationship between organs involved in long-term sequalae is critical due to evolving variants of SARS-CoV-2.
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Affiliation(s)
- Tameena Wais
- Department of Translational Research, College of Osteopathic Medicine of the Pacific, Western University of Health Sciences. Pomona, CA 91766
| | - Mehde Hasan
- Department of Translational Research, College of Osteopathic Medicine of the Pacific, Western University of Health Sciences. Pomona, CA 91766
| | - Vikrant Rai
- Department of Translational Research, College of Osteopathic Medicine of the Pacific, Western University of Health Sciences. Pomona, CA 91766
| | - Devendra K. Agrawal
- Department of Translational Research, College of Osteopathic Medicine of the Pacific, Western University of Health Sciences. Pomona, CA 91766
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