IT202000018949A1 - Estratto derivato da bucce di punica granatum per la prevenzione e il trattamento di infezioni virali - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
Campo dell?invenzione
La presente invenzione si riferisce, in termini generali, all?uso in campo farmaceutico, nutraceutico e cosmetico, di un estratto derivato da bucce di melagrana, al procedimento per la produzione di tale estratto e alle relative composizioni e formulazioni farmaceutiche, nutraceutiche e cosmetiche che lo comprendono per l?uso nei diversi campi applicativi sopracitati.
Arte Nota
? noto che l?evoluzione, cio? il processo che porta al cambiamento di tutte le forme di vita e che permette loro di adattarsi all?ambiente, ? la conseguenza delle modificazioni genotipiche che avvengono negli organismi e si mostra con evidenza tanto maggiore quanto inferiore ? la complessit? genomica dell?organismo considerato. Per questo motivo, i virus, dato il ridotto numero di geni posseduti, hanno nella rapida evoluzione il principale fattore di successo che permette loro di adattarsi e sopravvivere.
In particolare, i virus a RNA mostrano un?estrema variabilit? che consente loro di evolvere ad una velocit? decisamente maggiore rispetto a quelli a DNA.
Le modificazioni che insorgono nel genoma virale durante il processo evolutivo possono determinare l?acquisizione di caratteristiche tali da consentire il cosiddetto ?salto di specie?, che determina una modificazione del tropismo cellulare del virus, rendendo vulnerabile una specie che precedentemente si mostrava resistente all?infezione.
La nuova variante virale cos? originata potr? avere le caratteristiche di un patogeno emergente, cio? si diffonder? in modo epidemico nella nuova popolazione (spesso priva di copertura immunitaria) causando manifestazioni cliniche potenzialmente diverse.
? noto che l?insorgenza di nuove zoonosi virali rappresenta la principale minaccia per la salute pubblica e sono eventi che negli ultimi decenni si sono ripetuti con una certa frequenza, si considerino ad esempio il virus della SARS, il virus Ebola, i virus influenzali, il virus Hendra ed il virus Nipah.
In particolare, i Coronavirus mostrano una notevole propensione nel trasmettersi a nuovi ospiti e questa propensione ? emersa in pi? occasioni nella storia evolutiva di questa famiglia virale; recentemente, si ? diffusa una nuova sindrome respiratoria acuta grave dovuta ad infezione da ?-coronavirus chiamata SARS-CoV-2 (o 2019-nCoV), originatasi probabilmente dai pipistrelli, che ha provocato un'epidemia (chiamata COVID-19).
I coronavirus (CoV), appartenenti all?ordine Nidovirales e alla famiglia Coronaviridae, sono un gruppo di virus dotati di genoma lineare a singolo filamento non segmentato di RNA a polarit? positiva (ssRNA+) e provvisti di una membrana e di rivestimento esterno (?envelope?); inoltre, possiedono un core a simmetria elicoidale ed una caratteristica morfologia a corona.
Il genoma dei coronavirus ? il pi? grande genoma virale a RNA non-segmentato conosciuto (circa 30 kbp) ed ? suddiviso in un numero variabile da 6 a 9 di ?open reading frame? (ORF). Gli ORF codificano un complesso di proteine non strutturali a funzione RNA polimerasica (Pol-1a,b) e quattro principali proteine strutturali: glicoproteina S (spike, S), proteine di membrana (M), proteine del rivestimento (envelope, E) e proteine del nucleocapside (N).
La glicoproteina S media il legame e la fusione del virus con la proteina di membrana della cellula ospite ed ? il principale determinante antigenico: ? composta da due porzioni, una estremit? N-terminale (S1) che svolge una funzione di legame alla proteina umana, ed una estremit? C-terminale (S2) che svolge le funzioni di fusione ed entrata tra virus e cellula.
Il dominio di legame della glicoproteina S (definito RBD) ? un tratto di circa 200 aminoacidi, posto all?estremit? S1; ha la funzione di legarsi specificamente al recettore enzimatico ACE2 (?angiotensin converting enzyme 2?) localizzato sulla superficie della cellula ospite e rappresenta il principale epitopo immunostimolante e neutralizzante della glicoproteina S.
In particolare, il recettore ACE2 dell?uomo, espresso in particolare sulla superficie delle cellule polmonari e quelle del tratto gastrointestinale, ? stato identificato come il sito di ingresso del virus SARS-CoV-2.
? altres? noto che il recettore ACE2 ? pressoch? ubiquitario: ? stato individuato anche sulla mucosa orale e nasale, nel naso, faringe, linfonodi, timo, midollo osseo, milza, fegato, reni e cervello, vasi, cuore (particolarmente, endotelio dei vasi coronarici e cellule muscolari lisce della parete vasale).
Inoltre, ? stata recentemente riscontrata la presenza del recettore ACE 2 anche sulla pelle umana, identificando nella pelle una altra potenziale via di infezione.
Per effettuare l?ingresso nella cellula ospite, oltre al legame con il recettore ACE2, il virus ha bisogno di un innesco (priming) o la scissione della glicoproteina spike, consentendo la fusione della membrana del virus a quella della cellula umana.
In particolare, SARS-CoV-2 utilizza la proteasi umana transmembrana (TMPRSS2) per separare la sequenza S1 da S2 della glicoproteina Spike; la porzione S2 della proteina, una volta esposta, aggancia la membrana cellulare dell'ospite dando inizio al meccanismo molecolare di ingresso del virus.
Ad oggi, non sono disponibili dei vaccini contro questo virus e ci sono poche evidenze a supporto dell'efficacia di potenziali agenti terapeutici. Inoltre, presumibilmente, la popolazione non possiede alcuna immunit? pregressa contro questo recente coronavirus, quindi tutti i soggetti sono considerati suscettibili.
Dato l?impatto dell?infezione a livello globale e sulla capacit? di risposta dei Sistemi Sanitari, si cercano misure efficaci di prevenzione e controllo delle infezioni determinate dal virus SARS-CoV-2.
? noto che esistono diversi farmaci candidati che possono inibire l'infezione e replicazione di SARS-CoV-2, tra cui inibitori della serina-proteasi TMPRSS2 ed inibitori del recettore ACE2, che sono in grado di impedire l'ingresso di SARS-CoV-2 nelle cellule.
? altres? noto che le piante e le erbe medicinali offrono strumenti preventivi e terapeutici contro le infezioni virali. La loro comprovata sicurezza, legata al loro uso fin dall'antichit?, e il basso costo rispetto alle droghe sintetiche rendono i prodotti derivati dalle piante e i loro preparati promettenti strumenti contro molti focolai infettivi virali: questi composti naturali possono essere un'importante medicina complementare nella lotta contro i virus.
Il melograno (Punica granatum) ? una pianta angiosperme dicotiledone appartenente alla famiglia delle Punicaceae e al genere Punica.
Il frutto del melograno, melagrana o granata, ? una bacca di forma rotonda avente un esocarpo (noto anche come epicarpo) che costituisce lo strato esterno della parete della melagrana, duro, coriaceo e di colore giallo ? rosso; un mesocarpo spugnoso di colore giallo chiaro, che costituisce la parte mediana della parete della melagrana, interposta tra epicarpo ed endocarpo; ed un endocarpo sottile e membranoso che protegge e circonda i loculi nei quali si trovano gli arili e i semi.
La melagrana viene consumata da secoli e, negli ultimi decenni, ha dimostrato di possedere un?azione preventiva e attenuativa contro numerose patologie croniche e malattie genetiche quali cancro, diabete di tipo 2, arteriosclerosi e malattie cardiovascolari.
Infatti, nella letteratura scientifica ? stato riportato che gli estratti di melagrana possiedono notevoli attivit? antibatteriche, ipolipidemiche e antinfiammatorie grazie al contenuto di composti polifenolici, tra cui punicalagina, acido gallico, acido ellagico e suoi derivati glicolisati.
La domanda internazionale di brevetto WO2012049045A1 descrive una formulazione che contiene estratto di mirtillo (Vaccinium myrtillus), estratto di melograno (Punica granatum), estratto di Echinacea ed opzionalmente estratto di ratania (Krameria triandra), per il trattamento di affezioni del tratto respiratorio dovute specificatamente al virus influenzale. Non viene descritto alcun trattamento di affezioni respiratorie dovute a virus appartenenti al genere coronavirus.
La domanda di brevetto US2003021857A1 descrive una composizione contenente un estratto da glicine giapponese (Wisteria floribunda), noce moscata (Myristica fragrans), melograno (Punica granatum), castagna d?acqua (Trapa bispinosa), Coix lachryma-jobi, Elfvingia applanata e fungo Ganoderma lucidum. Tale estratto viene preparato miscelando le specie vegetali suddette, mettendo a contatto tale miscela con acqua bollente (80-100?C) e seccando l?estratto cos? ottenuto fino ad ottenere la relativa polvere. L?estratto di US2003021857A1 presenta un?attivit? antivirale specifica nei confronti degli herpes virus (ad esempio herpes simplex virus di tipo 1 e tipo 2, virus varicella-zoster e simili), rubella virus, virus dell?epatite B e simili. Non viene descritto alcun trattamento di infezioni virali dovute a virus appartenenti al genere coronavirus.
La domanda di brevetto internazionale WO2016198943A1 descrive una combinazione di estratto di curcuma (Curcuma longa), estratto di melograno (Punica granatum) ed estratto di zenzero (Zingiber officinale) per il trattamento di comuni raffreddori o influenze.
Il problema tecnico oggettivo alla base della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un estratto di melagrana da impiegarsi vantaggiosamente nel trattamento di infezioni virali, in particolare infezioni virali da coronavirus, e che sia sostanzialmente privo degli svantaggi degli estratti di melograno dell?arte nota.
Sommario
In un aspetto della presente invenzione, il suddetto problema tecnico ? stato risolto mettendo a disposizione un estratto derivato da buccia di melagrana (Punica granatum) per l?uso nella prevenzione e nel trattamento di un?infezione virale causata da un virus appartenente alla famiglia Coronaviridae.
Con il termine ?buccia di melagrana?, come qui utilizzata, si fa riferimento alla parte della melagrana costituta da esocarpo, mesocarpo ed opzionalmente endocarpo della melagrana; la buccia della melagrana secondo la presente definizione non comprende gli arilli e i semi del frutto.
Preferibilmente, il virus appartenente alla famiglia Coronaviridae ? il virus SARS-CoV-2.
Con il termine ?SARS-CoV-2?, come qui utilizzato, si fa riferimento al ?Coronavirus 2 da sindrome respiratoria acuta grave?, abbreviato in SARS-CoV-2, (noto anche come 2019-nCoV e 201-nCoV-ARD) ed ? un ceppo virale della specie ?SARS-related coronavirus/SARS-CoV?, appartenente al genere Betacoronavirus della famiglia dei Coronavirus (Coronaviridae), sottogenere Sarbecovirus.
Preferibilmente, la melagrana appartiene alla variet? Dente di Cavallo DC2.
Preferibilmente, l?estratto ? ottenuto per estrazione di buccia di melagrana essiccata con una soluzione idroalcolica.
In un altro suo aspetto, la presente invenzione riguarda anche un uso cosmetico di un estratto derivato da buccia di melagrana (Punica granatum) preferibilmente appartenente alla variet? Dente di Cavallo DC2.
In un altro aspetto, l?invenzione riguarda anche un procedimento per la preparazione di un estratto derivato da buccia di melagrana (Punica granatum), preferibilmente appartenente alla variet? Dente di Cavallo DC2, comprendente le fasi di:
a) sgranare una melagrana allontanando i semi e gli arilli ivi contenuti, ottenendo la buccia di melagrana comprendente esocarpo e mesocarpo della melagrana;
b) essiccare la buccia di melagrana ottenuta nella fase a); c) omogeneizzare la buccia di melagrana essiccata in una soluzione idroalcolica, ottenendo un omogenato; d) separare la parte solida dalla parte liquida dell?omogenato ottenuto nella fase c);
e) portare a secco la parte liquida ottenuta nella fase d), ottenendo detto estratto.
Preferibilmente, la parte liquida in detta fase e) ? portata a secco mediante evaporazione o liofilizzazione.
Preferibilmente, la soluzione idroalcolica ? una soluzione di etanolo in acqua ad una concentrazione di etanolo pari a 1%-99%, pi? preferibilmente 10%-98%.
Preferibilmente, la soluzione idroalcolica ? ad una temperatura compresa tra 1?C e 10?.
Vantaggiosamente, la soluzione idroalcolica entro questo intervallo di temperatura evita il raggiungimento di temperature elevate durante la fase di omogeneizzazione che potrebbero parzialmente degradare alcune delle molecole di interesse con conseguente perdita di attivit? antivirale.
Preferibilmente, il rapporto tra il volume di detta soluzione idroalcolica e il peso di detta buccia essiccata di melagrana della fase b) ? compreso tra 7:1 e 3:1, pi? preferibilmente ? 5:1.
La presente invenzione riguarda anche una composizione comprendente un estratto derivato da buccia di melagrana (Punica granatum) ottenuto secondo il procedimento sopra descritto ed almeno un solvente idrofilo selezionato tra acqua e soluzioni acquose saline, oppure almeno un solvente organico selezionato dal gruppo comprendente oli, alcoli, glicerolo, acidi organici, ammidi, ammine, aldeidi e chetoni, detto estratto essendo compreso in una percentuale da 0,0001% a 10%, preferibilmente da 0,001% a 0,01%, in peso sul peso totale della composizione.
In un ulteriore suo aspetto, la presente invenzione si riferisce ad una composizione come sopra definita per l?uso nella prevenzione e nel trattamento di un?infezione virale causata da un virus appartenente alla famiglia Coronaviridae, preferibilmente SARS-CoV-2.
La presente invenzione concerne ulteriormente una formulazione farmaceutica comprendente un estratto o una composizione come sopra definiti e un veicolo farmaceuticamente accettabile, per l?uso nella prevenzione e nel trattamento di un?infezione virale causata da un virus appartenente alla famiglia Coronaviridae, preferibilmente SARS-CoV-2.
Inoltre, la presente invenzione riguarda una formulazione cosmetica comprendente un estratto o una composizione come sopra definiti, e un veicolo cosmeticamente accettabile.
Preferibilmente, la formulazione cosmetica ? in forma di gel, crema o lozione.
Infine, la presente invenzione riguarda una formulazione di integratore alimentare comprendente un estratto o una composizione come sopra definiti, e un veicolo accettabile dal punto di vista nutraceutico.
Preferibilmente, la formulazione farmaceutica e/o di integratore alimentare pu? essere in una forma adatta per l?assunzione orale scelta tra compresse, capsule, bevande, sospensioni, polveri.
Preferibilmente, la suddetta formulazione farmaceutica pu? essere in forma di soluzione salina sterile adatta per l?assunzione per inalazione o per via oftalmica, oppure in forma adatta per l?applicazione topica, pi? preferibilmente in forma di gel, crema o lozione.
Vantaggiosamente, la Richiedente ha individuato un estratto di bucce di melagrana, in particolare un estratto idro-alcolico, in grado di bloccare il primo passaggio dell'infezione virale da coronavirus, impedendo l?interazione tra la glicoproteina virale S (Spike) e il recettore enzimatico ACE2 esposto sulla superficie della cellule umane, nonch? riducendo indirettamente l?attivit? della TMPRSS2, necessaria per l?ingresso del virus nella cellula ospite.
L?estratto della presente invenzione ? quindi capace di inibire l?ingresso del virus, agendo esternamente nelle mucose orali, orifizi e sulla pelle.
Vantaggiosamente il presente estratto impedisce quindi la replicazione e la propagazione virale nelle cellule ospiti, risultando quindi efficace nella prevenzione dell?infezione.
Nelle applicazioni cosmetiche della presente invenzione, tale estratto fornisce vantaggiosamente il suddetto effetto antivirale ai cosmetici in cui esso ? compreso, ad esempio rossetti, fondotinta e trucchi.
L?espressione ?prevenzione? dell?infezione, come qui utilizzata, indica il blocco delle primissime fasi di ingresso del virus nella cellula: qualora il virus riuscisse a legare un sito diverso da ACE2, come quello recentemente identificato dell?acido sialico, l?estratto ? in grado di contrastare anche l?innesco della proteina virale attraverso la capacit? di ridurre indirettamente l?espressione della proteasi TMPRSS2 che opera il taglio necessario all?attivazione ed all?ingresso del virus, risultando pi? efficace rispetto ad altri estratti e molecole che sono in grado di agire su un solo meccanismo.
Breve descrizione delle figure
La Figura 1 mostra un grafico a barre che riporta i risultati del saggio di citotossicit? (MTT), evidenziando come l?estratto idro-alcolico di melagrana secondo l?invenzione non abbia un effetto tossico sulle cellule dei follicoli dei capelli (HFDPC), sulle cellule renali (HK2) e su sezioni di espianti cutanei, a concentrazioni uguali o inferiori allo 0,1 mg/ml.
Sull?asse delle ordinate, ? riportato il numero di cellule vitali espresso in valore percentuale rispetto al controllo (uguale a 100%).
La Figura 2 mostra un grafico a barre che rappresenta l'effetto dell'estratto di melagrana dell?invenzione sull?inibizione del legame tra ACE2 e la glicoproteina S (Spike) (dominio RBD); i valori riportati nel grafico sono espressi come percentuali rispetto al controllo in cui le due proteine interagiscono senza inibizioni (stabilito arbitrariamente come 100%)
La Figura 3 mostra un grafico a barre che rappresenta l'effetto dell'estratto di melagrana dell?invenzione sull?attivit? della 5?-reduttasi indotta dal testosterone nelle cellule della papilla dermica; i valori riportati nel grafico sono espressi come percentuali rispetto alle cellule stimolate con il testosterone, stabilito arbitrariamente come 100%.
La Figura 4 mostra la curva di legame tra la proteina ACE2 e l?estratto di melagrana della presente invenzione e la curva di legame tra la proteina Spike e l?estratto di melagrana della presente invenzione; i valori riportati sull?asse delle ascisse rappresentano concentrazioni crescenti dell?estratto di melagrana, mentre i valori sull?asse delle ordinate rappresentano la quantit? di proteina (ACE2 o Spike) legata all?estratto.
Descrizione dettagliata
La Richiedente ha trovato di particolare interesse per il campo farmaceutico, nutraceutico e cosmetico un estratto idro-alcolico di Punica granatum (melograno) che ? risultato attivo nel trattamento e nella prevenzione di infezioni virali, in particolare infezioni virali da coronavirus.
Nello specifico, ? stato rilevato che l?estratto della presente invenzione ? in grado di inibire il legame del dominio RDB della glicoproteina virale S (Spike) al recettore enzimatico umano ACE 2 e di inibire l?attivit? dell?enzima 5?-reduttasi umana, inattivando indirettamente la proteasi TMPRSS2 necessaria per l?ingresso del virus nella cellula.
In particolare, tale estratto ? sorprendentemente in grado di legare sia la glicoproteina virale Spike che il recettore enzimatico ACE2, inibendo quindi la loro interazione.
In particolare, l?affinit? di legame dell?estratto melagrana della presente invenzione per la proteina virale Spike risulta essere maggiore rispetto all?affinit? per l?enzima ACE2: a parit? di concentrazione dell?estratto di melagrana la quantit? di proteina Spike legata risulta essere 10 volte maggiore rispetto ad ACE2.
Inoltre, tale estratto ? capace di ridurre anche l?attivit? dell?enzima 5?-reduttasi umana, un enzima responsabile della conversione del testosterone in diidrotestosterone (DHT), ormone androgenico che controlla lo sviluppo e il mantenimento delle caratteristiche maschili.
Il DHT, legandosi ai suoi recettori, riduce l?espressione di TMPRSS2 (la proteasi necessaria ad innescare l?ingresso del virus) in tessuti prostatici e non, compreso il polmone: infatti, la somministrazione di androgeni induce l?espressione di TMPRSS2 nelle cellule epiteliali polmonari umane, mentre la privazione di androgeni ne riduce la trascrizione.
L?estratto della presente invenzione ha quindi mostrato vantaggiosamente un duplice effetto: non solo inibisce il legame del virus al suo sito specifico sulla cellula umana ma, riducendo l?attivit? della 5? -reduttasi, e quindi la produzione di DHT, riduce l?espressione della proteasi TMPRSS2, indispensabile per il taglio delle proteine virali e per l?ingresso del virus nella cellula ospite.
Secondo la presente invenzione, l?estratto idroalcolico qui descritto ? in grado, quindi, di bloccare l?ingresso del virus nelle cellule umane a due livelli, quello dell?interazione con il suo sito specifico di attacco alle cellule umane e quello dell?innesco necessario al suo ingresso.
Vantaggiosamente, l?estratto dell?invenzione, ottenuto mediante il processo estrattivo descritto qui di seguito, contiene composti polifenolici in grado di regolare importanti funzioni antivirali, in particolare contro il coronavirus.
Le bucce di melagrana, ottenute mediante un processo di sgranatura nel quale sono allontanati gli arilli e i semi contenuti nel frutto, sono sottoposte ad una fase di essiccazione al calore, esponendole al sole per una settimana ad una temperatura compresa tra i 20-25?.
Successivamente, le bucce essiccate sono sottoposte a rottura meccanica tramite omogeneizzazione in una soluzione idroalcolica, preferibilmente idro-etanolica, cos? da ottenere un omogenato.
Con il termine ?omogeneizzazione? si intende un trattamento di frammentazione del materiale vegetale, che avviene in un contenitore idoneo quale mortaio di ceramica ed un pestello anch?esso di ceramica, precedentemente raffreddati, o per volumi maggiori si possono utilizzare recipienti pi? grandi anche metallici dove il materiale pu? essere omogeneizzato con lame metalliche, utilizzando sia frullatori da laboratorio e quelli industriali, che presse.
L?omogenato viene quindi separato in una parte liquida e un residuo solido mediante centrifugazione e/o filtrazione dell?omogenato. Nella forma di realizzazione in cui detta separazione avviene per centrifugazione, la parte liquida ? rappresentata dal surnatante del centrifugato ottenuto.
In seguito, dalla parte liquida vengono eliminati i solventi (etanolo e acqua) mediante roto-evaporazione e/o liofilizzazione, camera di essiccazione o essiccatore spray (spray dryer).
Formano oggetto dell?invenzione composizioni farmaceutiche e nutraceutiche comprendenti l?estratto della presente invenzione ed eventualmente veicoli, solventi, eccipienti e/o adiuvanti accettabili. Tali composizioni possono essere in forma di preparazioni orali quali compresse, capsule, sospensione, polveri e spray nasali.
Formano altres? oggetto dell?invenzione composizioni cosmetiche comprendenti l?estratto della presente invenzione ed eventualmente veicoli, solventi, eccipienti e/o adiuvanti cosmeticamente accettabili. Tali composizioni possono essere in forma di gel, creme, lozioni cosmetiche per l?applicazione cutanea.
Preferibilmente, il solvente ? un solvente idrofilo, preferibilmente scelto tra acqua e soluzioni acquose saline, oppure uno o pi? solventi organici compatibili con le formulazioni farmaceutiche e cosmetiche, pi? preferibilmente scelto tra alcoli, glicerolo, acidi organici, ammidi, ammine, aldeidi o chetoni, o una combinazione di uno o pi? tipi di solvente, se miscibili fra loro.
La presente invenzione si riferisce altres? all?uso cosmetico della composizione succitata e all?uso farmaceutico e nutraceutico della stessa per la prevenzione e il trattamento di un?infezione virale da coronavirus.
Queste composizioni rappresentano la materia prima che viene aggiunta ai formulati per la fabbricazione dei prodotti cosmetici, dermatologici, farmaceutici o nutraceutici pronti per le applicazioni.
A titolo esemplificativo e non limitativo della presente invenzione, si riportano di seguito alcuni esempi relativi alla preparazione dell?estratto delle bucce di melagrana. Inoltre, si riporta un esempio di preparazione di un estratto secondo la presente invenzione, ed esperimenti che dimostrano l?attivit? biologica di tale estratto nei diversi campi applicati sopra citati.
ESEMPI ESEMPIO 1
L?estratto della presente invenzione ? stato ottenuto da bucce essiccate di melagrane (costituite da esocarpi e mesocarpi del frutto) appartenenti alla variet? Dente di Cavallo DC2 e coltivate in Italia.
Preparazione dell?estratto idroalcolico
150 grammi di bucce essiccate di melagrana sono stati risospesi in 0,7 L di una soluzione 70/30 (v/v) di etanolo/acqua a 4?C, sottoposte ad omogeneizzazione in un frullatore meccanico per 3 minuti a 1500 rpm e successivamente per 2 min a 3000 rpm.
Una volta ottenuta una sospensione omogenea, il campione ? stato lasciato in un becker in agitazione per 2 ore a temperatura ambiente e al riparo dalla luce, prima di essere centrifugato a 6300 rpm per 10 minuti a 4?C. Il surnatante ? stato poi filtrato per rimuovere ulteriori residui. Dopo la filtrazione l'estratto ? stato concentrato attraverso un processo di evaporazione a bassa pressione con l?ausilio di un evaporatore rotante (IKA RV8). La soluzione concentrata ? stata titolata con NaOH 10 N fino ad ottenere un valore finale di pH pari a 7.0. L'estratto ? stato poi congelato prima di essere liofilizzato.
Per eseguire i saggi biologici, l?estratto in polvere cos? ottenuto ? stato diluito in acqua ad una concentrazione variabile tra il 10 % e lo 0,1 %.
L?estratto ? stato testato su cellule umane (cellule della papilla dermica, HFDPC e cellule renali, HK2) per stabilirne le dosi di utilizzo e la citotossicit?.
Gli estratti sono poi stati utilizzati in saggi cellulari differenti per valutare le loro propriet? antivirali in saggi in vitro e su cellule umane.
ESEMPIO 2 ? Saggio di citotossicit?
Allo scopo di determinare le concentrazioni degli estratti da utilizzare per i successivi saggi, ? stato condotto un saggio di citotossicit? per determinare l?intervallo di concentrazioni in cui l?estratto della presente invenzione risultasse non dannoso alle cellule in fase di crescita.
Questo saggio si basa sull'uso del composto MTT [3-(4,5-dimetiltiazolil)-2,5-difeniltetrazolio-bromuro], descritto per la prima volta da Mosmann nel 1983. Esso ? basato sulla capacit? dell'enzima deidrogenasi mitocondriale delle cellule vitali di idrolizzare l'anello tetrazolico del MTT (di colore giallo chiaro) e formare cristalli di formazano (di colore blu scuro). Tali cristalli sono impermeabili alle membrane cellulari e si accumulano nel citoplasma delle cellule metabolicamente attive. Il numero di cellule vive e sane ? cos? direttamente proporzionale alla quantit? di formazano prodotto.
Cellule HFDPC e HK2, in numero iniziale di 8 x 10<3>, sono state fatte crescere in piastra da 96 pozzetti rispettivamente nel mezzo di crescita Follicle Dermal Papilla Cell Growth Medium e nel mezzo di coltura DMEM (Dulbecco's Modified Eagle Medium) (Lonza), supplementato con il 5 % di siero bovino fetale (FBS) ed ?insulin transferrin selenium? (ITS) 1X, per circa 16 ore. Dopo il trattamento con concentrazioni crescenti degli estratti comprese tra 0,01 % e 0,001 % (0.1 mg/ml e 0.01 mg/ml) per circa 48 ore, le cellule sono state lavate in PBS ed incubate con 100 ?l/pozzetto di ?tampone di reazione? contenente: 10 mM di Hepes, 1,3 di mM CaCl2, 1 mM MgSO4, 5 mM di glucosio e 0,5 mg/ml di substrato colorimetrico MTT in tampone PBS a pH 7,4. Dopo 3 ore di incubazione a 37?C e con 5 % di CO2, ad ogni pozzetto sono stati aggiunti 100 ?l di soluzione solubilizzante contenente 10% di Triton X-100 e 0,1 N di HCl in isopropanolo assoluto. Dopo 16 ore, la reazione colorimetrica ? stata misurata a 595 nm con il lettore di piastre Victor3.
Per l?analisi sugli espianti di pelle, sono stati prelevati dei dischetti dalle biopsie cutanee e sono stati trattati secondo un protocollo basato sulle linee guida della OECD 439 (Test N<o>. 439: In Vitro Skin Irritation: Reconstructed Human Epidermis Test Method). I dischetti di biopsie da 8 mm sono stati mantenuti per 24 ore in transwell da 12 pozzetti in condizioni di crescita all?interfaccia aria-mezzo. L?estratto di melagrana ? stato aggiunto a concentrazioni crescenti comprese tra 0,01 % e 0,001 % (0.1 mg/ml e 0.01 mg/ml) in glicerolo mediante applicazione topica direttamente sull?epidermide esposta all?aria e lasciato per 30 minuti a temperatura ambiente. I dischetti sono stati lavati con PBS e poi lasciati in piastre da 24 pozzetti completamente immersi in mezzo di crescita addizionato con 10% FBS per 40 ore in incubatore a 37?C con 5% CO2.
Al termine dell?incubazione, i dischetti sono stati lavati in PBS, asciugati, pesati e incubati in 500 ?l di PBS contenente 0.5mg/ml di MTT per 3 ore. Per solubilizzare l?MTT sono stati aggiunti 500 ?l di isopropanolo assoluto. 100 ?l sono stati usati per misurare l?assorbanza a 595 nm utilizzando il lettore multipiastra Victor (PerkinElmer) e il valore ottenuto rapportato al peso di ciascun dischetto.
Come mostrato in Figura 1, gli estratti risultano non avere alcun effetto tossico sulle cellule e sugli espianti a concentrazioni uguali o inferiori allo 0,1 mg/ml (0,01%).
ESEMPIO 3 - Analisi del legame tra SPIKE S (RBD) e ACE2. Allo scopo di analizzare se l?estratto idro-etanolico di melograno secondo la presente invenzione potesse inibire il legame tra la glicoproteina SPIKE del virus SARS-COV2 e il recettore enzimatico umano ACE2, sono stati condotti esperimenti in vitro basati sull?utilizzo del Kit ?SARS-CoV2 inhibitor screening? fornito da Adipogen.
100 ?l per pozzetto di una soluzione di SPIKE in PBS alla concentrazione 1?g/ml sono stati caricati su una piastra a 96 pozzetti e lasciati incubare per una notte a 4?C, in modo da consentire il legame della proteina SPIKE alla piastra. Il giorno dopo la soluzione ? stata eliminata, e aggiunta una soluzione di saturazione in modo da saturare i legami aspecifici della piastra, che ? stata lasciata incubare per 2 ore a temperatura ambiente. Al termine dell?incubazione, la soluzione ? stata eliminata e la piastra lavata con un tampone di lavaggio per tre volte.
Ad ogni pozzetto sono stati aggiunti 100?l di una soluzione in tampone di ELISA contenente o solo ACE2 0,5 ?g/ml oppure ACE2 0,5?g/ml addizionato con concentrazioni crescenti da 0,04 mg/ml a 1mg/ml di estratto di melagrana oppure ACE2 pi? uno anticorpo monoclonale specifico per ACE2 (AC384), usato come controllo di inibizione del legame ACE2 e SPIKE. In particolare, il recettore ACE2 utilizzato in questo saggio ? coniugato con biotina. Dopo aver effettuato un?incubazione di 1 ora a 37?C, la piastra ? stata lavata per tre volte con il tampone di lavaggio e sono stati aggiunti 100 ?l di una soluzione in tampone di ELISA contenente perossidasi di rafano (?horseradish peroxidase?, HRP) coniugata con streptavidina, diluita 1:200. Dopo incubazione di 1 ora a temperatura ambiente, la piastra ? stata lavata e sono stati aggiunti 100 ?l di TMB, uno specifico substrato della perossidasi. Dopo 5 minuti di incubazione, sono stati aggiunti 50?l di una soluzione di stop in ogni pozzetto ed ? stato rivelato il colore sviluppato mediante lettura alla spettrofotometro a 450 nm (lettore di piastra Victor Nivo, Perkin Elmer).
I valori riportati nel grafico della figura 2 rappresentano le percentuali di glicoproteine Spike e ACE2 legate, riferite al controllo senza inibitori stabilito arbitrariamente come 100%. L? anticorpo monoclonale (AC384), usato come controllo positivo a 1 ?g/ml e che riconosce la porzione di ACE2 che lega Spike, ha inibito il legame tra le due proteine del 60%. L?estratto di melagrana secondo la presente invenzione ? stato usato a tre diversi dosi partendo da 0,04 mg/ml fino a 1mg/ml. Come si pu? vedere dalla figura 2, la presenza dell?estratto di melagrana riduce il legame tra Spike e ACE2 in maniera dose dipendente fino ad arrivare ad una riduzione del legame del 75%, maggiore del controllo positivo utilizzato.
ESEMPIO 4 - Studio della capacit? dell?estratto di melagrana di ridurre l?attivit? della 5alfa reduttasi in cellule della papilla dermica.
Per determinare se l?estratto idro-etanolico di melagrana secondo l?invenzione fosse in grado di ridurre l?attivit? della 5alfa reduttasi in cellule della papilla dermica indotte da testosterone sono stati condotti saggi enzimatici su cellule umane della papilla dermica.
Cellule del follicolo della papilla dermica (HFDPC) in numero iniziale di 8 x 10<3 >per pozzetto, sono state fatte crescere in piastre da 96 pozzetti in mezzo di coltura ?Follicle Dermal Papilla Cell Growth Medium? per 16 ore.
Le cellule sono state successivamente trattate con le tre diverse concentrazioni dell'estratto di melagrana (0,02mg/ml e 0,1mg/ml) in presenza di 600 nM di testosterone per 24 ore. Come controllo positivo ? stata usata la finasteride alla concentrazione 100nM. In un?altra piastra a 96 pozzetti sono stati caricati 100 ng di BSA coniugata al DHT per pozzetto e lasciati incubare per una notte a 4?C. Il giorno dopo la piastra ? stata lavata con PBS 1X 0.05% di Tween e poi incubata con una soluzione di saturazione contenente PBS 0,05% Tween 3% BSA per 1 h. Dopo lavaggi, su questa piastra sono stati caricati 50 ?l dei surnatanti delle cellule della papilla dermica dopo trattamento di 24 h con i composti in presenza di testosterone. A questi sono stati aggiunti 50 ?l di anticorpo anti-DHT coniugato alla biotina diluito 1:1000 in PBS 1X BSA 1% e lasciato incubare per 2 ore a temperatura ambiente. Dopo 3 lavaggi sono stati aggiunti 5?g/ml di perossidasi coniugata alla streptavidina e incubati per 1 ora a temperatura ambiente. Dopo 3 lavaggi, per sviluppare la reazione sono stati aggiunti 0,5mg/ml di OPD in buffer citrato 50mM e H2O20,012%. Il colore sviluppato ? stato quantificato misurando l?assorbanza a 490nm.
Come mostrato nella figura 3, il trattamento con 600 nM di testosterone stimola l?attivit? enzimatica della 5alfa reduttasi inducendo la produzione del DHT (valore considerato pari al 100% per convenienza). Le cellule trattate contemporaneamente con il testosterone e con l?estratto di melagrana secondo l?invenzione alle dosi di 0,02 mg/ml e 0,1 mg/ml presentano, invece, un?attivit? enzimatica ridotta rispettivamente del 70 e 85%; tale riduzione risulta simile a quella ottenuta con la finasteride usata come controllo positivo (riduzione di circa il 75%).
ESEMPIO 5 - Studio della capacit? dell?estratto di melagrana di legare le proteine ACE2 e SPIKE.
Allo scopo di verificare la capacit? dell?estratto di melagrana di legare la proteina virale Spike e/o l?enzima umano Ace2, sono stati condotti esperimenti di Termoforesi in microscala (MST). Sono state utilizzate le proteine ricombinanti fornite dalla : Spike S1+S2 ECD (aa 1-1296) e ACE2 (aa 1- 734).
Gli esperimenti sono stati condotti utilizzando uno strumento Monolith NT.115 . Le proteine Spike e ACE2 sono state marcate utilizzando un fluoroforo specifico per le ammine (Labeling Kit RED-tris-NTA- ), che interagisce specificamente con le lisine della proteina. La proteina ? stata diluita in ?labeling buffer? ad una concentrazione pari a 10 ?M. Il fluoroforo ? stato preparato ad una concentrazione di 30 ?M e successivamente aggiunto alla proteina in un rapporto molare 1:3. La reazione di marcatura ? stata condotta a temperatura ambiente per 1 ora al buio, successivamente il fluoroforo in eccesso ? stato allontanato mediante centrifugazione a 4 ?C per 10 min a 10000 rpm. La curva di titolazione ? stata ottenuta preparando 16 diluizioni seriali 1:2 dell?estratto a partire da 0,5% (5000 ?g/ml) per la titolazione della proteina ACE2 e 0,25% (2500 ?g/ml) per la titolazione della proteina Spike. Tutte le misure sono state condotte a 37 ?C in PBS a cui ? stato aggiunto 0,05% di Tween-20 utilizzando capillari standard e un power LED pari a 20%. Le curve di legame sono state ottenute utilizzando il software MO-S002 MO Affinity Analysis fornito dalla
Come mostrato nella figura 4, l?estratto di melagrana della presente invenzione lega entrambe le proteine in esame, ma l?affinit? di legame per la proteina Spike risulta essere maggiore di quella per ACE2: a parit? di concentrazione dell?estratto di melagrana la quantit? di proteina Spike legata risulta essere 10 volte maggiore rispetto ad ACE2.
Claims (17)
1. Estratto derivato da buccia di melagrana (Punica granatum) per l?uso nella prevenzione e nel trattamento di un?infezione virale causata da un virus appartenente alla famiglia Coronaviridae.
2. Estratto per l?uso secondo la rivendicazione 1, in cui detto virus appartenente alla famiglia Coronaviridae ? il virus SARS-CoV-2.
3. Estratto per l?uso secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detta melagrana appartiene alla variet? Dente di Cavallo DC2.
4. Estratto per l?uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui detto estratto ? ottenuto per estrazione di buccia di melagrana essiccata con una soluzione idroalcolica.
5. Uso cosmetico di un estratto derivato da buccia di melagrana (Punica granatum) preferibilmente appartenente alla variet? Dente di Cavallo DC2.
6. Procedimento per la preparazione di un estratto derivato da buccia di melagrana (Punica granatum), preferibilmente appartenente alla variet? Dente di Cavallo DC2, comprendente le fasi di:
a) sgranare una melagrana allontanando i semi e gli arilli ivi contenuti, ottenendo la buccia di melagrana comprendente esocarpo e mesocarpo di detta melagrana;
b) essiccare detta buccia di melagrana ottenuta nella fase a); c) omogeneizzare detta buccia di melagrana essiccata in una soluzione idroalcolica, ottenendo un omogenato;
d) separare la parte solida dalla parte liquida di detto omogenato ottenuto nella fase c);
e) portare a secco detta parte liquida ottenuta nella fase d), ottenendo detto estratto.
7. Procedimento secondo la rivendicazione 6, in cui la parte liquida in detta fase e) ? portata a secco mediante evaporazione o liofilizzazione.
8. Procedimento secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui detta soluzione idroalcolica ? una soluzione di etanolo in acqua ad una concentrazione di etanolo pari a 1%-99%, preferibilmente 10%-98%.
9. Procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni da 6 a 8, in cui detta soluzione idroalcolica ? ad una temperatura compresa tra 1?C e 10?.
10. Procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni da 6 a 9 in cui il rapporto tra il volume di detta soluzione idroalcolica e il peso di detta buccia essiccata di melagrana della fase b) ? compreso tra 7:1 e 3:1, preferibilmente ? 5:1.
11. Composizione comprendente un estratto derivato da buccia di melagrana (Punica granatum) ottenuto secondo il procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni da 6 a 10 ed almeno un solvente idrofilo selezionato tra acqua e soluzioni acquose saline, oppure almeno un solvente organico selezionato dal gruppo comprendente oli, alcoli, glicerolo, acidi organici, ammidi, ammine, aldeidi e chetoni, detto estratto essendo compreso in una percentuale da 0,0001% a 10%, preferibilmente da 0,001% a 0,01%, in peso sul peso totale di detta composizione.
12. Composizione secondo la rivendicazione 11 per l?uso nella prevenzione e nel trattamento di un?infezione virale causata da un virus appartenente alla famiglia Coronaviridae, preferibilmente SARS-CoV-2.
13. Formulazione farmaceutica comprendente un estratto per l?uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, o una composizione per l?uso secondo la rivendicazione 12 e un veicolo farmaceuticamente accettabile, per l?uso nella prevenzione e nel trattamento di un?infezione virale causata da un virus appartenente alla famiglia Coronaviridae, preferibilmente SARS-CoV-2.
14. Formulazione cosmetica comprendente un estratto secondo la rivendicazione 5, o una composizione secondo la rivendicazione 11, e un veicolo cosmeticamente accettabile, detta formulazione cosmetica essendo preferibilmente in forma di gel, crema o lozione.
15. Formulazione di integratore alimentare comprendente un estratto per l?uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, o una composizione per l?uso secondo la rivendicazione 12, e un veicolo accettabile dal punto di vista nutraceutico.
16. Formulazione farmaceutica secondo la rivendicazione 13 o formulazione di integratore alimentare secondo la rivendicazione 15 in una forma adatta per l?assunzione orale scelta tra compresse, capsule, bevande, sospensioni, polveri.
17. Formulazione farmaceutica secondo la rivendicazione 13, in forma di soluzione salina sterile adatta per l?assunzione per inalazione o per via oftalmica, oppure in forma adatta per l?applicazione topica, preferibilmente in forma di gel, crema o lozione.
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