Antivirale in vitro Wirksamkeit verschiedener Senföle aus der Behandlung von akuten, entzündlichen Erkrankungen der Atemwege auf die Vermehrung von humanpathogenen, respiratorischen Viren

Abstract

Atemwegsinfektionen stellen eine jährliche Herausforderung dar. Dabei spielen Infektionen mit humanen Rhinoviren (HRV), humanen Coronaviren (HCoV) (Erkältungsviren) und Influenzaviren (IV), eine übergeordnete Rolle. Im Fall der IV und des aktuell zirkulierenden SARS-CoV-2, können diese schwere Verläufe annehmen und zu enormen gesundheitlichen und volkswirtschaftlichen Schäden führen. Gegen HRV- und (reguläre) HCoV-Infektionen gibt es aktuell weder eine zielgerichtete Therapie, noch eine Impfung. Virale Resistenzbildung gegen die wenigen zugelassenen anti-IV- Medikamente verringert deren Wirksamkeit. Antivirale Strategien gegen SARS-CoV-2 sind noch meist in der Entwicklung und die Wirksamkeit bzw. die Schutzdauer der zugelassen Vakzine lässt sich zur Zeit nicht abschließend bewerten. Daher ist die Entwicklung von neuen antiviralen Medikamenten mit breiter Wirksamkeit gegen verschiedene Viren und guter Verfügbarkeit äußerst wichtig. Da dies aber zeit- und kostenintensiv ist, stellt die Verwendung bereits zugelassener Medikamente (Repurposing) einen Vorteil dar. Senföle wurden bereits 1957 auf ihre anti-IV Wirkung im embryonierten Hühnerei getestet. Da sich hierbei aber nur ein virustatischer, nicht jedoch ein viruzider Effekt zeigte, war es Ziel dieser Arbeit, die antivirale Wirkung der in Angocin® Anti-Infekt N enthaltenen Senföle bzw. deren Kombination, auf die Vermehrung respiratorisch relevanter Viren in vitro, mit aktuellen virologischen und zellbiologischen Methoden zu analysieren und deren Wirkmechanismus näher zu charakterisieren. In der vorliegenden Studie konnte gezeigt werden, dass (i) die einzelnen Senföle in der Lage sind, konzentrationsabhängig den infektiösen Virustiter, sowie die Gesamtmenge der Viruspartikel nach Infektion mit dem IV H1N1pdm09 unterschiedlich stark zu reduzieren und dass (ii) die Kombination der Senföle als Substanzgemisch (SG) zu einer noch stärkeren Reduktion des H1N1pdm09-Titers führt. Zur näheren Betrachtung der Wirkweise konnte in weiteren Experimenten gezeigt werden, dass die hemmende Wirkung der Senföle bezogen auf H1N1pdm09 weder (i) zell- oder wirtsspezifisch zu sein scheint, noch (ii) einen Einfluss auf die Adsorption/ den Eintritt des IV in die Zelle zu haben scheint. Unter permanenter Anwesenheit des SG vor, während und nach der Infektion mit dem H1N1pdm09 zeigte sich eine vollständige Hemmung der Produktion des viralen Nukleoproteins (NP). An welcher Stelle des viralen Replikationszyklus die beobachtete Inhibition der viralen Genexpression durch das SG auftritt und ob dabei ausschließlich virale Faktoren/ Mechanismen gehemmt werden oder auch hierfür notwendige zelluläre Faktoren beeinträchtigt werden, ist noch offen. Obwohl die Behandlung mit dem SG keinen inhibitorischen Effekt auf die Vermehrung von HCoV- 229E zeigte, konnten die Untersuchungen eine antivirale Wirkung des SG gegen HRV1A/-16 mit einer Reduktion des Virustiters bei permanenter Anwesenheit des SG während und nach der Infektion zeigen.