Modo de acción antiherpética de distintas clases de carragenanos aislados del alga roja Gigartina skottsbergii

• Autores: Carlucci, María Josefina
• Año de publicación: 2001
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Damonte, Elsa Beatriz
• Materia: VIRUS HERPES SIMPLEX; CARRAGENANOS; ACTIVIDAD ANTIVIRAL; ACTIVIDAD VIRUCIDA; PRODUCTOS NATURALES; HERPES SIMPLEX VIRUS; CARRAGEENANS; ANTIVIRAL ACTIVITY; VIRUCIDAL ACTIVITY; NATURAL PRODUCTS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La evaluación de la actividad antiviral in vitro contra los virus herpes simplex (HSV) tiposl y 2 de las diferentes clases de carragenanos obtenidos del alga roja patagónica Gigartinaskottsbergii y sus derivados cíclicos mostró la presencia de varios compuestos conactividad antiherpética. Los estudios de modo de acción y propiedades antivirales serealizaron con tres carragenanos con la mayor potencia antiviral, pertenecientes a cada unode los distintos tipos estructurales: 1T1, λ-carragenano, 1C1, carragenano K/i, y 1C3,carragenano μ/v. Los tres compuestos mostraron un amplio espectro de actividad antiherpética contra cepasde referencia de HSV-1 y HSV-2, mutantes TK' resistentes a aciclovir y aislamientosclínicos, con un índice de selectividad superior a 1000. La acción antiherpética de estospolisacáridos fue independiente de la célula huésped, la cepa de virus, la multiplicidad deinfección y el ensayo de actividad antiviral empleado. Asimismo, en las concentracionesinhibitorias antivirales, los carragenanos carecieron de actividad anticoagulante. Los estudios del mecanismo de acción de 1T1, lC1 y 1C3; sobre la infección de células Verocon HSV-1 se llevaron a cabo analizando su efecto en las distintas etapas del ciclo demultiplicación viral. Su principal blanco de acción fue la adsorción del virus a la célula,interfiriendo con la unión del virión a los receptores primarios, que son los residuosheparan sulfato de proteoglicanos presentes en la superficie celular. No fueron activos enetapas posteriores del ciclo viral, y uno de los carragenanos, 1T1, mostró ademáspropiedades virucidas produciendo inactivación del virión. Para evaluar la capacidad de inducir resistencia antiviral y también caracterizar mejor elblanco de ataque de los compuestos, se realizaron pasajes seriados de HSV-l en células Vero en presencia de concentraciones crecientes de 1C3; y 1T1. Con 1T1, no se indujoresistencia, en tanto que las variantes virales seleccionadas con 1C3 mostraron un muy bajonivel de resistencia, con valores de CI50 5-10 veces mayores que la cepa parental, yadquirieron la capacidad de formar sincicios en células Vero. El fenotipo sincicial fueindependiente de la adquisición de resistencia parcial y se deberia a una alteración en laglicoproteína gB. Los tres carragenanos fueron también efectivos en inhibir la infección de HSV-1 y HSV-2en astrocitos murinos, importante característica dado el caracter neurotrópico de estosvirus. También mostraron efectos moduladores sobre la expresión de la proteínagliofibrilar ácida de los astrocitos. Se han realizado estudios in vivo con 1C3; y 1T1 utilizando el modelo de infección vaginalde ratones BALB/c con HSV-2, encontrándose protección superior al 90% en los animalesque recibieron por lo menos dos dosis por via vaginal del carragenano 1T1. El conjunto de estos resultados indican la trascendencia de los carragenanos naturalesestudiados como potenciales agentes antivirales, con promisorias posibilidades deaplicación terapéutica en forma tópica.
The evaluation of the antiviral activity in vitro against herpes simplex virus (HSV) types 1and 2 of different classes of carrageenans obtained from the red patagonian seaweed Gigartina skottsbergii and their cyclic derivatives, showed the presence of manycompounds with antiherpetic activity. The studies about the mode of action and theantiviral properties were carried out with the three more active carrageenans, belonging toeach one of the different structual types: 1T1, λ-carrageenan, 1C1, K/t carrageenan, and 1C3, μ/v carrageenan. The three compounds showed a broad spectrum of antiherpetic activity against thereference strains of HSV-1 and HSV-2, as well as acyclovir resistant TK' mutants andclinical isolates, with a selectivity index greater than 1000. The antiherpetic activity ofthese polysaccharides was independent of the host cell, the virus strain, the multiplicity ofinfection and the antiviral assay. Furthermore, the carrageenans were devoid ofanticoagulant activity at the antiviral effective concentrations. The studies of mode of action of 1T1, 1C1 and 1C3 on HSV-1 infected Vero cells werecarried out analyzing their effect on the different stages of the virus replication cycle. Virusadsorption to the host cell was the main target of carrageenans, which interfered with virusbinding to proteoglycan heparan sulphate residues present at the cell surface. No effect onlater stages of the viral cycle were detected, but the λ-carrageenan 1T1 exerted virucidalaction leading to virion inactivation. To evaluate the carrageenan ability to induce antiviral resistance and characterize thetarget of the compounds, serial passages of HSV-1 on Vero cells in the presence ofincreasing concentrations of 1C3 and lT1 were done. 1T1 did not induce viral resistance,whereas 1C3 selected viral variants with IC50 values 5-10 fold higher than parental strain. The HSV-1 variants arising in the presence of 1C3 acquired the ability to develop syncytiain Vero cells. An alteration on glycoprotein gB could be responsible of the syncytia]phenotype, which was not related to drug-resistance. The three carrageenans were also effective inhibitors of HSV-1 and HSV-2 infection ofmurine astrocytes, a relevant finding given the neurotropic properties of these viruses. They also showed modulatory effects on the expression of the gliofibrilar acid protein ofastrocytes. The carrageenans 1C3 and 1T1 were evaluated for antiviral activity in vivo in a murinemodel of vaginal infection with HSV-2. More than 90% of the BALB/c mice receiving atleast two doses of 1T1 were protected. These results indicate the relevance of natural carrageenans isolated from Gigartinaskottbergii as potential antiviral agents, with promising perspectives of topical application.
Fil: Carlucci, María Josefina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.