Pomohou střevní bakterie v boji s covidem-19?

Žijeme v symbióze až se dvěma kilogramy mikroorganismů na kůži, v ústech, uších, dýchacích cestách a v celém trávicím traktu. V tomto vnitřním biotopu se jim většinou daří, zásobují nás vitaminy K a skupiny B. Nezpůsobují nám vážnější škody a pomáhají často až neuvěřitelně, třeba při běhu (Vesmír 98, 514, 2019/9).

Střevní mikrobiom obsahuje tisíce typů mikroorganismů. Vedou navzájem kompetiční boj, musí se chránit proti svým potenciálním parazitům (virům i malým bakteriím), antibiotikům z hub nebo vrahům přineseným z lékárny.

Multidisciplinární tým chemiků, molekulárních biofyziků a virologů z newyorské Rockefellerovy univerzity se už dlouho zajímá o malé molekuly produkované bakteriemi, včetně těch obývajících lidské tělo. Tým studuje účinek těchto molekul na buňky hostitele a na další spoluobyvatele střevního biotopu. Když tedy pandemie zasáhla New York City, vědci obrátili svou pozornost na interakce viru SARS-CoV-2 s lidskou mikrobiotou, motivováni hledáním odpovědi na otázku: Mohou střevní bakterie produkovat metabolity nebo malé molekuly, které inhibují množení viru SARS-CoV-2?

Z padesáti vytipovaných bakteriálních kultur identifikovali a prokázali vysokou účinnost tří bakteriálních metabolitů [1], které ve vysokých koncentracích významně inhibovaly virovou infekci SARS-CoV-2: nukleosidový analog N6-(Δ2-isopentenyl) adenosin (IPA), tryptamin (agonista serotoninového receptoru 5-HTR) a 2,5-bis(3-indolylmetyl) pyrazin (BIP). Všechny tři látky testovali kromě SARS-CoV-2 také na aktivitu proti celé sbírce RNA virů, např. viru žluté zimnice a viru lidské parainfluenzy 3, který trápí děti i domácí mazlíčky. Z těchto tří šampionů vykazovala nejširší antivirovou aktivitu nová látka IPA. Druhý na pásce byl tryptamin, který také účinně inhiboval koronaviry; BIP měl podobné, leč omezenější spektrum účinnosti.

IPA byla produkována nejčastěji skupinou Bacteroidetes, a to nejméně polovinou jejích kmenů. Mezi zkoumanými kmeny byla nejproduktivnější bakterie Ruminococcus gnavus, spojovaná se střevními záněty. Tato mrška dobře přežívá zánětlivý oxidační stres. V menších množstvích bylo antivirotikum IPA extrahováno i z dalších významných střevních skupin Proteobacteria a Firmicutes.

Tryptamin je metabolitem nezbytné aminokyseliny tryptofanu a je běžně identifikován ve vzorcích lidské stolice. V mozku reguluje aktivitu dopaminergních a serotonergních systémů. Ale i ve střevech a v enterickém nervovém systému má tryptamin své zvláštní receptory onoho 5-HTR typu [2].

Je pozoruhodné, že studií identifikovaná přirozená bakteriální antivirotika strukturně i funkčně připomínají látky, které americký Úřad pro potraviny a léčiva (FDA) schválil pro klinický výzkum při léčení covidu-19, proti obsedantně-kompulzivní psychické poruše (OCD) nebo na oboje. K syntetickým analogům nukleosidů patří remdesivir, k modulátorům receptorů 5-HTR fluvoxamin a k pyrazinům favipiravir.

[1] Piscotta F. J. et al.: mSphere, 2021, DOI: 10.1128/mSphere.00711-21

[2] Bhattarai Y. et al.: Cell Host & Microbe, 2018, DOI: 10.1016/j.chom.2018.05.004