Mierea ca remediu potențial împotriva COVID-19: aspecte farmacologice și promisiuni terapeutice

Honey as a potential natural remedy against COVID-19: pharmacological insights and therapeutic promises

J. S. Hossain, M. G. Hossain, A. Moni. M. Rahmman

Introducere

Datorită naturii sale transmisibile SARS-CoV-2 s-a răspândit rapid din Wuhan – China către 210 țări, fiind declarat pandemie de către OMS în martie 2020. Înainte de COVID-19 au existat alte două virusuri aparținând aceluiași gen care au cauzat infecții grave ale tractului respirator inferior manifestate ca pneumonii. Aceste 3 virusuri pot cauza distrugeri fatale persoanelor în vârstă sau imunocompromise. COVID-19 declanșează infecții în plămâni, sistemul digestiv și ficat, cauza fatalităților fiind distrugerile pulmonare acute. Până acum nu se cunoaște un tratament eficient. 
Utilizarea medicamentelor de sinteză pune probleme legate de plurirezistență, efecte secundare, etc., ceea ce orientează alegerile către produse naturale. Recent, mierea a captat atenția cercetătorilor prin faptul că nu prezintă problemele medicamentelor de sinteză. Mierea a fost mult studiată pe modele cu animale și oameni pentru a observa proprietățile sale antioxidante și proprietățile sale terapeutice ca antioxidant, antibacterian, antimutagenic, anti-inflamator, cicatrizant, antidiabetic, anticanceros, antiviral, antifungic și antitumoral. Conține concentrații mici de trigliceride și VLDL și micșorează presiunea sistolică în modele pe animale. Simptomele respiratorii acute sunt mai puțin frecvente la consumatorii zilnici de miere. Metilglioxalul din miere (MGO) este implicat în replicarea SARS-CoV-2.

Efectele farmacologice ale mierii

Au fost investigate efectele mierii asupra sistemelor fiziologice ale oamenilor precum și proprietățile ei antimicrobiene. Totuși, mecanismul exact al efectelor de protecție exercitate de miere împotriva infecțiilor virale este încă necunoscut. Mierea exercită efecte de protecție împotriva disfuncției imune, prezintă efecte anti-inflamatoare, antidiabetice, antihiperglicemice, în afecțiuni cardiovasculare, în infecții bacteriene, fungice sau virale.

Stres oxidativ

Stresul oxidativ ar putea fi definit ca un dezechilibru între produsele de oxidate și echilibrul antioxidant în favoarea celor dintâi, ceea ce conduce la distrugeri celulare. Stresul oxidativ deține un loc important în inducerea diferitelor tipuri de boli, inclusiv a afecțiunilor neurologice, a cancerului, îmbătrânirii și a bolilor endocrine. De asemenea, are un rol important în patologia invaziunii virale prin inducerea distrugerilor inflamatorii care – drept consecință – exagerează răspunsul imun, fapt denumit furtună citokinică. Furtuna citokinică este o supraproducție de celule imune și a compușilor care le activează, citokinele. Virusurile gripei distrug plămânii în prezența semnalelor inflamatorii ceea ce exemplifică această furtună. Virusul gripei direcționează monocitele și leucocitele polimorfonucleare ceea ce produce ROS, mediatori ai stresului oxidativ, cu rol în patogeneza infecțiilor cu virusurile gripei.

Furtuna citokinică este indusă de către mai multe infecții virale datorită cărora se produce activarea celulelor endoteliale capilare ale plămânilor, infiltrarea neutrofilelor și amplificarea oxidărilor. Macrofagii și neutrofilele produc cantități importante de ROS. Creșterea stresului oxidativ deține un rol în distrugerile pulmonare inclusiv în distrugerea pulmonară acută (ALI) și în sindromul suferinței respiratorii acute (ARDS). Există mai multe virusuri, inclusiv coronavirusurile și virusurile gripei care pot cauza distrugeri pulmonare letale și pot fi fatale din cauza ARDS. Creșterea stresului oxidativ este determinată de punerea rapidă în libertate de radicali liberi și citokine care conduc la ARDS, distrugeri de celule, blocări de organe, hipoxemie gravă și conduc la inflamații frecvente necontrolate, distrugeri oxidative, distrugeri ale barierei alveolar-capilare și, în final, la deces. Un studiu recent a evidențiat că timpul în care COVID-19 produce infecția este de peste 14 zile și aproape 93% dintre pacienți (27 din 29) prezintă măriri ale proteinei reactive C (CRP) hipersensibile, un marker al inflamației și al stresului oxidativ.

Oxidanții sunt un agent cunoscut al degradărilor cauzate de O2, HO-, superoxid și/sau radicali peroxil lipidici care permit apariția bolilor precum cancerele, sinteza de mutageni, îmbătrânirea, ateroscleroza, bolile persistente cronice și degenerative. Celulele au mecanisme de protecție împotriva distrugerilor oxidative care constă din catalază, SOD, peroxidază, glutationă, acid ascorbic, tocoferol, etc., agenți care revigorează biomolecule precum carbohidrații, proteinele, lipidele și acizii nucleici, care prin acestă stimulare modifică celulele, ceea ce constituie răspunsul antioxidant.

Mierea a demonstrat acțiune antioxidantă prin prevenirea unor boli acute și cronice care includ afecțiuni inflamatoare, alergice, trombotice, diabetice, cardiovasculare, cancere, ș.a. Aceste proprietăți au fost dovedite și măsurate prin activitatea antiradicalică măsurată testul ORAC (Capacitate de Absorbție a Radicalilor cu Oxigen), testul DPPH (1,1-difenil-1,2-picrilhidrazil) și testul FRAP (Putere Antioxidantă de Reducere a Fierului Feric). Nu numai acizii fenolici și flavonoizii ci și zaharurile, proteinele, aminoacizii, carotenii, acizii organici și alte componente minore care se găsesc în miere sunt binecunoscute pentru acțiune antioxidantă de mai mult timp. Consumul a 1,2g/kg de miere poate mări atât cantitatea cât și activitatea agenților antioxidanți precum β-carotenul, vitamina C și glutation reductaza la subiecți umani sănătoși. Nu se cunoaște mecanismul exact, însă mecanisme posibile implică sechestrarea radicalilor liberi, cedarea de hidrogen, chelatizarea ionilor metalici, acțiunea substratelor flavonoidice pentru acțiunea radicalilor hidroxil și superoxid.

Răspunsul imun și inflamația

Sistemele imune înnăscute și adaptive ar putea deține roluri importante în protecția împotriva SARS-CoV-2 însă nu a fost introdusă încă nici o abordare terapeutică. Enzima 2 de conversie a angiotensinei (ACE-2), receptor pentru SARS-CoV-2, a fost găsită pe diferite suprafețe ale celulelor inclusiv cele pulmonare, cardiace, renale și arteriale. De asemenea receptorii de tip toll (TLR), care sunt cunoscuți ca receptori pentru patogeni, sunt suspectați că ajută pătrunderea SARS-CoV-2. Stimularea celulei imun responsive se produce atunci când virusul pătrunde în organism. Celulele clasice de prezentare a antigenului (APC) pentru SARS-CoV-2 ocupă virusul și furnizează celule B și T specifice prin antigenul leucocitic uman sau HLA. Antigenul prezentat este identificat de către receptorul celulelor T care în final se transformă în celule T helper (CD4+) și celule T citotoxice (CD8+). Diferențierea celulelor B este stimulată de către citokine care provin din celulele T helper. Împreună cu celulele B din plasmă, celulele B de memorie crează o legătură directă cu SARS-CoV-2 care produce anticorpi specifici antigenului cu ajutorul  celulelor B din plasmă în vederea neutralizării SARS-CoV-2. Răspândirea virusurilor poate fi limitată de asemenea și de către alți factori precum interferonii (IFN) sau factorii inflamatori.

Imunitatea înnăscută și cea adaptivă împotriva SARS-CoV-2 sunt furnizate de către limfocitele B și T care sunt activate de către celulele dendritice. IFN și granzimele sunt create de către celulele T citotoxice (celule CD8+) în vederea neutralizării SARS-CoV-2 sau a oricărui alt virus care invadează organismul. Citokinele, chemokinele și neutrofilele produse de către macrofagi dețin capacitatea de a crea proteina reactivă c, cu c3a și c5a, care posedă activitate antivirală. Mierea este un agent cauzativ în punerea în libertate de limfocite T, limfocite B și neutrofile, care produc în final citokine precum TNF-α, IL-1 și IL-6. Mierea are efecte de mărire a cantităților de IFN-γ și IFNGR1 la nivel de ser într-un model pe șobolani cu cancer mamar. În cazul oamenilor sănătoși, mierea mărește cantitățile de agenți antioxidanți (vitamina C și β-caroten), de monocite, limfocite, eozinofile, ioni de Fe și Cu din ser, glutation reductază și microelemente (Zn, Mg) și micșorează cantitățile de imunoglobulină E, ferritină, și enzime din ficat și mușchi, aspartat transaminază, alanină transaminază, lactat dehidrogenază, creatinin kinază și concentrația sanguină de zahăr.

Efectele anti-inflamatoare ale mierii au fost studiate și ele și-au demonstrat capacitatea în modele pe culturi de celule, pe animale, precum și în teste clinice. Markeri inflamatori uzuali precum protein kinaza activată de mitogen (MAPK) și factorul nuclear kB (NF-kB) pot induce alți factori inflamatori precum ciclooxigenaza-2 (COX-2), lipoxigenaza-2 (LOX-2), CRP, interleukine (IL-1, IL-6, IL-10) și TNF-α. Un studiu a comunicat că mierea poate constituie un agent supresor eficient pentru acești markeri. De asemenea, și alte componente ale mierii sunt supresoare ale enzimelor pro-inflamatorii, stimulează dezvoltarea fibroblastelor și a celulelor epiteliale în vederea refacerii distrugerilor, ceea ce face din miere un agent potențial împotriva bolii.

Autofagie

Autofagia, denumită și ”auto-degradare” este un proces catabolic bine conservat care face ca o celulă să îndepărteze proteinele îmbătrânite, lipidele nedorite, sau celulele distruse și impuritățile, ajutând astfel la refacerea celulelor sănătoase, proces ajutat prin formarea de autofagozomi și fuziunea cu lizozomi în vederea distrugerii moleculelor selectate. Deci, dacă organismul uman trebuie să lupte împotriva unui virus letal precum SARS-CoV-2 este necesar un sistem imun puternic, care să implice mai multe răspunsuri imune, inclusiv autofagia. Virusurile fatale, precum SARS-CoV-2 pot micșora acțiunea autofagiei, însă există compuși care induc autofagia ca mijloc de luptă împotriva acestui tip de virusuri astfel încât răspunsul imun poate fi considerat un mijloc de a lupta împotriva COVID19.

Mierea naturală este suplementată cu flavonoizi și polifenoli. Unii flavonoizi (kaempferol, catechină, quercetină) și acizi fenolici (acizii cafeic și galic) dintre componentele mierii prezintă acțiune anticanceroasă, iar quercetina inhibă activitatea proteazomală și semnalele mTOR, promovând autofagia.

Diabet

Diabetul și glicemia nerestricționată reprezintă motive pentru decese determinate de infecția cu numeroase virusuri, inclusiv cu virusul gripei A (H1N1), SARS-CoV și MERS-CoV.  Într-un studiu asupra noii infecții cu Covid-19, s-a dovedit că glicemia reprezintă un agent cauzativ al deceselor pentru mai mult de 50% din cazuri. În 2003, indivizi confirmați cu SARS-CoV au prezentat afectarea tranzitorie a celulelor insulelor pancreatice prin hiperglicemie. Glicemia nu poate fi ignorată întrucât ea poate supresa sistemul imun și poate cauza și alte complicații.

Într-un test clinic, șobolani cu diabet indus cu streptozotocină au fost furajați cu adaus de miere în vederea evaluării efectului antidiabetic, observându-se micșorarea concentrației de glucoză  în diabetul zaharat de tip 2. Mierea participă la micșorarea concentrațiilor de glucoză, fructozamină și hemoglobină din ser. Mierea poate realiza controlul glicemic prin supresarea protein tirosin fosfatazei 1 B (PT1B) și modificări încurajatoare ale profilelor de lipide din ser și ale expresiei receptorului de insulină în celulele ficatului. Mierea mărește nivelul expresiei Akt și micșorează IRS-1, fosforilarea serinei, NF-kB și MAPK. Mierea mărește semnificativ lipoproteinele de înaltă densitate (HDL) și micșorează hiperglicemia, trigliceridele (TG), lipoproteinele de foarte joasă densitate (VLDL), colesterolul non-HDL, indicele de risc coronarian (CRI) și indicele de risc cardiovascular (CVRI) pentru șobolanii diabetici. La administrarea unei doze de 1,0g/kg mierea amplifică semnificativ controlul glicemic și hiperlipidemia. Deci mierea are efect hipoglicemic, însă mecanismul nu este cunoascut în totalitate.

Afecțiuni cardiovasculare și hipertensiune

Un studiu efectuat pe 150 de indivizi pozitivi la COVID-19 a arătat că 7% dintre decese au fost produse prin miocardite cu colaps al circulației, iar 33% dintre miocardite au contribuit la acest deznodământ. Mierea poate fi folosită ca agent terapeutic cu beneficii cardiovasculare pe termen lung și ca antiaritmic pe termen scurt. Micșorarea ratelor bolilor cardiovasculare este asociată adeseori cu flavonoizii și vitaminele din miere, care prezintă deci potențial terapeutic împotriva afecțiunilor cardiovasculare. Un alt studiu a demonstrat că mierea poate preveni agregarea plachetară, mări timpul parțial de protrombină (APTT), timpul de protrombină (PT) timpul de trombină (TT) și micșora cantitățile de fibrinogen din plasma sărăcită în plachete. Mierea prezintă de asemenea efecte antiplachetare și antitrombotice atunci când este folosită într-un amestec de Kyuang-OK-KO (KOK).

Infecții microbiene

Mierea este un remediu folosit încă din antichitate și este investigată acum ca o nouă terapie în condițiile în care agenții terapeutici moderni au eșuat. Mierea a fost folosită ca medicament și unguent încă din 2100-2000 i.e.n. iar mult mai târziu Aristotel (384-322 i.e.n.) a menționnat mierea ca ”bună în salve pentru dureri de ochi și pentru răni”. Studii recente au comunicat că pacienții cu COVID-19 contractează coinfecții bacteriene secundare precum pneumonii bacteriene și sepsis ca amenințare gravă. Contribuțiile la deces ale infecției virale și ale infecției secundare sunt practic egale. Coinfecția bacteriană între 12-19% este obișnuită în gripa H1N1 și la indivizii infectați cu pneumonie sau cu alte boli grave. Un marker al inflamației și infecției sistemice este raportul neutrofile/limfocite (NLR) care este un indicator al infecției bacteriene, inclusiv pneumonie, iar la indivizii infectați cu COVID-19 în stadii grave NLR este mărit în cursul fazei grave indicând o stare critică.

Proprietăți antibacteriene

Mierea furnizează un mediu favorabil care promovează vindecarea rapidă, iar proprietățile antibacteriene ale mierii pot accelera procesul de vindecare prin producerea de WBC care pune în libertate citokine și interleukine (TNF-α, IL-1β și IL-6) prin regenerare de țesut nou. Mai multe dovezi arată că mierea poate acționa ca agent antimicrobian prin factori ca scăderea pH-ului, efectul osmotic al zaharurilor, și H2O2 care este produsă de către peroxidază și include activitatea împotriva bacteriilor patogene precum S. aureus (cea mai mare valoare MIC % 12 500), H. pylori, E. coli, E. aerogenes, M. tuberculosis și S. typhimurium.  Dezvoltarea bacteriană poate fi inhibată prin reglarea ureazei de către metil glioxal (MGO) și precursorul său dihidroxiacetona (DHA). Totuși, Rui Wang et al. au demonstrat că mierea își exercită efectul antibacterian prin omorîrea celulelor bacteriene de către componentele sale bactericide și întreruperea sensing quorum (QS) bacterian.

Proprietăți antifungice

Mierea a demonstrat activitate antifungică împotriva, și a speciilor de Saccharomyces și Malassezia, prin împiedicarea formării de biofilme și modificarea exo-polizaharidelor. Mierea asigură descreșterea suprafeței celulare aferente biofilmului care ajunge până la moartea biofilmului prin manipularea membranei celulare a fungilor.

Proprietăți antivirale

Infecția și formarea unei răni sunt stimulate în general de natura virală (?). Datorită prezenței unor compuși precum metioglioxal, Cu, acid ascorbic, flavonoizi, NO și derivatele sale, precum și H2O2, mierea poate supresa dezvoltarea virală prin inhibiția replicării virale și/sau acțiune virucidă. Într-unele studii, mierea și-a dovedit capacitatea împotriva unor virusuri ARN și AD de ex. împotriva virusurilor gripei, varicella zoster (VZV), Rubella, herpes simplex (HSV) și s-a dovedit a fi un agent terapeutic potențial împotriva HIV. Un alt studiu a demonstrat că metilglioxalul (MGO) un component al mierii Manuka prezintă sensibilitate împotriva virusurilor gripale A și B, demonstrându-și acțiunea virucidă. A fost comunicat efectul sinergic al mierii Manuka cu medicamentele antivirale zanamivir și oseltamivir, iar MGO este util împotriva acestor izolate de virusuri rezistente. Aceste studii sugerează că virusurile anvelopate sunt sensibile la componentele virucide din miere.

Roluri posibile ale mierii în infecția cu SARS-CoV-2

SARS-CoV-2 este un virus ARN anvelopat cu o singură bandă pozitivă. Unele virusuri anvelopate pot fi omorîte de către componentele virucide ale mierii, care ar putea avea și un efect supresiv potențial asupra SARS-CoV-2. Moartea celulară este declanșată de către infecția virală prin drenarea limfocitelor care pot fi atacate de către antioxidanți, demonstrând legătura dintre proprietățile antivirale și cele antioxidante. Mierea prezintă un spectru larg de efecte antioxidante și poate acționa ca agent protector al pacienților infectați cu virusuri precum cele gripale sau corona, ceea ce trebuie dovedit prin teste clinice și experimentele potrivite. Individul infectat cu COVID-19 și care prezintă sindrom citokinic care poate fi combătut prin efectele antioxidante ale mierii și concentrația mărită de IFN-γ. S-a evidențiat că anumiți micronutrienți sunt esențiali pentru imunocompetență, iar printre aceștia componentele bioactive în special cele de origine vegetală precum polifenolii micșorează punerea în libertate de citokine inflamatoare. Într-un studiu de caz s-a observat că un mediu bogat în polifenoli poate activa eficient supresia locală imună și mecanismele de refacere a țesuturilor, iar întrucât mierea este bogată în  acești compuși bioactivi ar putea avea un rol de ușurare a durerilor acestor pacienți infectați cu COVID-19, însă aceasta trebuie confirmat prin teste clinice și experimentele potrivite. Pe de altă parte, unele extracte din plante prezintă proprietăți de refacere a țesuturilor împreună cu efectele antivirale și antibacteriene, iar mierea a demonstrat aceste proprietăți ceea ce o face un agent terapeutic potențial împotriva COVID-19. Deci trebuie presupus că mierea ar putea fi utilă pacienților cu COVID-19 prin mai multe mecanisme importante; proprietăți virucide directe, reglarea/stimularea căilor de semnalare imună și pentru vindecarea sau îmbunătățirea comorbidităților. În plus, pe baza rezultatelor de până acum, mierea poate acționa ca agent profilactic împotriva hiperinflamației cauzate de către SARS-CoV-2.