COVID-19. Chitosan come prevenzione. Può funzionare? Introduzione Vi è una domanda a cui oggi occorrerebbe dare una risposta: in attesa di un vaccino approvato  è possibile ...

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COVID-19. Chitosan come prevenzione. Può funzionare?

Introduzione

Vi è una domanda a cui oggi occorrerebbe dare una risposta: in attesa di un vaccino approvato  è possibile contenere la diffusione dell'epidemia di COVID-19 con un farmaco a bassa tossicità in grado di inibire il rapporto virus/recettore in modo da impedirne l'ingresso?

Discussione

I Coronavirus provocano solitamente, negli individui sani e nella fase iniziale, solo raffreddore, mentre nella fase successiva, la malattia può portare polmonite con gravi conseguenze in adulti soprattutto di età superiore ai 60 anni e/o immunodepressi.  Le epidemie di influenza esplodono ogni anno tra l’autunno e l'inverno e, in tutto il mondo, contagiano circa 3/5 milioni di persone con 250/500.000 decessi (1-2).

Consideriamo ora la tipologia in percentuale di persone colpite dal virus (3): circa 80%  oltre i 40 anni mentre la percentuale si riduce drasticamente al 5,3% tra 0 e 20 anni.  Il tasso di mortalità è stato del 2,8 per cento per gli uomini e dell'1,7 per cento per le donne mentre il più alto tasso di mortalità è stato del 14,8% nella fascia di età di 80 anni. Le influenze colpiscono prevalentemente i maschi, sia nella popolazione anziana, che in quella giovane (4) con un rapporto uomo-donna 1,3 in Europa e le donne sviluppano una risposta immunitaria innata e adattiva più elevata, che può essere vantaggiosa all'incontro con gli agenti patogeni (5). Questi dati confermano che il virus può entrare più facilmente e provocare più danni in quelle fasce di età dove il sistema immunitario è meno difeso.

Ora, poiché l'immunodepressione rappresenta la via facilitata al virus per creare danni, una via percorribile potrebbe essere rappresentata dal tentativo di bloccare l'entrata del virus rafforzando anzitutto il sistema immunitario con prodotti naturali antibatterici e utilizzando un inibitore a largo spettro per bloccare il rapporto di interattività fra il virus e il recettore umano ACE2, una  membrana zincopeptidase convertita dall'angiotensina che si trova distribuita nel corpo umano e più concentrata in rene, testicoli, cuore. In particolare, questo tentativo di blocco va effettuato prima che il virus sia entrato nel nostro sistema poiché potrebbe essere controindicato se il virus è già presente (6).

E' stato dimostrato che l'espressione di ADA2 e di diversi geni correlati alla parete cellulare mediata da Ada2 (ALS2, PGA45, e ACE2) e i geni trasportatori efflux (MDR1 e CDR1) sono stati significativamente inibiti da chitosan (7) e l'azione di chitosan è stata ampiamente descritta da studi recenti (8), quindi esaminiamo i probabili vantaggi che questo componente offre.

Il Chitosan è un polisaccaride abbondante in natura ed ha dimostrato un'ottima biocompatibilità, biodegradabilità, robustezza meccanica, il tutto a bassa tossicità.

Si ottiene per  N-deacetilazione alcalina della chitina, che è il componente principale dell'esoscheletro dei crostacei, come gamberetti, granchi e aragoste (9).

Molti studi si sono soffermati sulla sua funzione di vettore, nella medicina rigenerativa, di molecole bioattive (10), di rigeneratore del tessuto osseo (11),  della sua potenzialità per l'ingegneria tissutale sulla cartilagine articolare (12).

Esperimenti in vivo hanno dimostrato che le nanoparticelle di Chitosan non modificate sono state in grado di invertire la fibrosi con un tasso di sopravvivenza del 100% alla fine dello studio, indicando la capacità delle nanoparticelle di Chitosan di fornire collagenasi funzionale al fegato fibrotico e rendendo  l'uso di peptidi che legano il collagene, inutile (13).

Per le sue proprietà di bassa tossicità e biodegradabilità, Chitosan è stato utilizzato come agente antimicrobico (14).

Chitosan e il chitosan modificato cationicamente (HTCC) sono biomateriali che possono essere utilizzati per migliorare l'efficacia immunitaria e migliorare la risposta immunitaria per le loro promettenti proprietà mucoadesive (15).

Conclusione

L'azione combinata di un robusto rafforzamento delle difese immunitarie abbinato all'assunzione di chitosan potrebbe rappresentare una via preventiva di protezione dal COVID-19.

Bibliografia__________________________________________________________________

(1) Gabriel G, Arck PC. Sex, immunity and influenza. J Infect Dis. 2014;209 Suppl 3:S93–S99. doi:10.1093/infdis/jiu020

(2) Iuliano AD, Roguski KM, Chang HH, Muscatello DJ, Palekar R, Tempia S, Cohen C, Gran JM, Schanzer D, Cowling BJ, Wu P, Kyncl J, Ang LW, Park M, Redlberger-Fritz M, Yu H, Espenhain L, Krishnan A, Emukule G, van Asten L, Pereira da Silva S, Aungkulanon S, Buchholz U, Widdowson MA, Bresee JS; Global Seasonal Influenza-associated Mortality Collaborator Network.  Estimates of global seasonal influenza-associated respiratory mortality: a modelling study.  Lancet. 2018 Mar 31;391(10127):1285-1300. doi: 10.1016/S0140-6736(17)33293-2

(3) Novel Coronavirus Pneumonia Emergency Response Epidemiology Team. Zhonghua Liu Xing Bing Xue Za Zhi. 2020;41(2):145–151. doi:10.3760/cma.j.issn.0254-6450.2020.02.003

(4) Jensen-Fangel S, Mohey R, Johnsen SP, Andersen PL, S'rensen HT, Ostergaard L. Gender Differences in Hospitalization Rates for Respiratory Tract Infections in Danish Youth Scand J infect Dis. 2004;36(1):31-6.

(5) Gabriel G, Arck PC. Sex, immunity and influenza. J Infect Dis. 2014;209 Suppl 3:S93–S99. doi:10.1093/infdis/jiu020

(6) Diaz JH. Hypothesis: angiotensin-converting enzyme inhibitors and angiotensin receptor blockers may increase the risk of severe COVID-19 [published online ahead of print, 2020 Mar 18]. J Travel Med. 2020;taaa041. doi:10.1093/jtm/taaa041

(7) Shih PY, Liao YT, Tseng YK, Deng FS, Lin CH. A Potential Antifungal Effect of Chitosan Against Candida albicans Is Mediated via the Inhibition of SAGA Complex Component Expression and the Subsequent Alteration of Cell Surface Integrity. Front Microbiol. 2019;10:602. Published 2019 Mar 26. doi:10.3389/fmicb.2019.00602

(8) Foureaux G, Franca JR, Nogueira JC, et al. Ocular Inserts for Sustained Release of the Angiotensin-Converting Enzyme 2 Activator, Diminazene Aceturate, to Treat Glaucoma in Rats. PLoS One. 2015;10(7):e0133149. Published 2015 Jul 23. doi:10.1371/journal.pone.0133149

(9) Roberto Nisticò Aquatic-Derived Biomaterials for a Sustainable Future: A European Opportunity.  Resources 2017, 6(4), 65; https://doi.org/10.3390/resources6040065

 (10 ) Cheung RC, Ng TB, Wong JH, Chan WY. Chitosan: An Update on Potential Biomedical and Pharmaceutical Applications. Mar Drugs. 2015 Aug 14;13(8):5156-86. doi: 10.3390/md13085156.

(11) Mi L, Liu H, Gao Y, Miao H, Ruan J.  Injectable nanoparticles/hydrogels composite as sustained release system with stromal cell-derived factor-1α for calvarial bone regeneration.  Int J Biol Macromol. 2017 Aug;101:341-347. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2017.03.098.

(12) Suh JK, Matthew HW.  Application of chitosan-based polysaccharide biomaterials in cartilage tissue engineering: a review.  Biomaterials. 2000 Dec;21(24):2589-98.

(13) El-Safy S, Tammam SN, Abdel-Halim M, Ali ME, Youshia J, Shetab Boushehri MA, Lamprecht A, Mansour S.  Collagenase loaded chitosan nanoparticles for digestion of the collagenous scar in liver fibrosis: the effect of chitosan intrinsic collagen binding on the success of targeting.  Eur J Pharm Biopharm. 2020 Jan 13. pii: S0939-6411(20)30007-2. doi: 10.1016/j.ejpb.2020.01.003.

(14) Kong M, Chen XG, Xing K, Park HJ. Antimicrobial properties of chitosan and mode of action: a state of the art review.  Int J Food Microbiol. 2010 Nov 15;144(1):51-63. doi: 10.1016/j.ijfoodmicro.2010.09.012.

(15) Zhao J, Li J, Jiang Z, et al. Chitosan, N,N,N-trimethyl chitosan (TMC) and 2-hydroxypropyltrimethyl ammonium chloride chitosan (HTCC): The potential immune adjuvants and nano carriers [published online ahead of print, 2020 Mar 14]. Int J Biol Macromol. 2020;S0141-8130(19)36837-0. doi:10.1016/j.ijbiomac.2020.03.065

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