Forscher des Johns Hopkins Children’s Center fanden in Laborexperimenten eine Chemikalie, die reichlich in Brokkoli und anderen Kreuzblütlern vorkommt und eine potenziell neue und wirksame Waffe gegen die Viren darstellen könnte, die COVID-19 und Erkältungen verursachen: Sulforaphan.
In einer Studie, die am 18. März im „Nature Journal Communications Biology“ beschrieben die Wissenschaftler, dass Sulforaphan, die als Phytochemikalie bekannt ist und deren krebshemmende Wirkungen bereits bekannt ist, die Vervielfältigung von SARS-CoV-2 hemmen kann.
Brokkoli, Kohl, Grünkohl und Rosenkohl enthalten natürlichen Vorläufer von Sulforaphan
Der natürliche Vorläufer von Sulforaphan ist besonders reichlich in Brokkoli, Kohl, Grünkohl und Rosenkohl enthalten. Frühere Studien, einschließlich derjenigen von Johns Hopkins Medicine, haben gezeigt, dass Sulforaphan krebs- und infektionspräventive Eigenschaften hat, indem es in bestimmte zelluläre Prozesse eingreift.
„Als die COVID-19-Pandemie begann, stellten unsere multidisziplinären Forschungsteams unsere Untersuchungen […] um, um uns auf eine mögliche Behandlung des neuen Virus zu konzentrieren“, erklärte die Mikrobiologin Ass. Prof. Dr. Lori Jones-Brando, Ph. D., von der Johns Hopkins University School of Medicine und leitende Autorin der Abhandlung.
Sulforaphan bei Mäusen wirksam
In einem Experiment setzte das Forschungsteam Zellen zunächst ein bis zwei Stunden lang Sulforaphan aus, bevor es die Zellen mit SARS-CoV-2 und dem Erkältungs-Coronavirus HCoV-OC43 infizierte. Sie fanden heraus, dass niedrige mikromolare (µM) Konzentrationen von Sulforaphan (2,4–31 µM - (Mikromolar) die Vervielfältigung von sechs SARS-CoV-2-Stämmen, einschließlich der Delta- und Omicron-Varianten, sowie der des HCoV-OC43-Coronavirus um 50% reduzierten. Ähnliche Ergebnisse beobachteten die Forscher auch bei zuvor mit den Viren infizierten Zellen, bei denen die Schutzwirkung von Sulforaphan ebenso bei einer bereits etablierten Virusinfektion zu sehen war.
Die Gruppe untersuchte auch die Wirkung von Sulforaphan in Kombination mit Remdesivir, einem antiviralen Medikament, das zur Verkürzung der Genesung von Krankenhauspatienten mit COVID-19-Infektionen eingesetzt wird. Ihren Ergebnissen zufolge hemmte Remdesivir 50% der Replikation von HCoV-OC43 und SARS-CoV-2 bei 22 µM bzw. 4 µM. Darüber hinaus berichtet das Forschungsteam, dass Sulforaphan und Remdesivir bei mehreren Kombinationsverhältnissen synergistisch zusammenwirkten, um die Viruslast in mit HCoV-OC43 oder SARS-CoV-2 infizierten Zellen um 50% zu reduzieren. In diesem Zusammenhang bedeutet Synergismus, dass niedrigere Dosen von Sulforaphan (z.B. 1,6–3,2 µM) und Remdesivir (z.B. 0,5–3,2 µM) in Kombination wirksamer gegen die Viren sind als beide allein angewendet.
„In der Vergangenheit haben wir gelernt, dass die Kombination mehrerer Verbindungen in einem Behandlungsschema eine ideale Strategie zur Behandlung von Virusinfektionen ist“, so Ass.-Prof. Dr. Alvaro Ordonez, MD, der Erstautor der Veröffentlichung von der Johns Hopkins University. „Die Tatsache, dass Sulforaphan und Remdesivir zusammen besser wirken als allein, ist sehr ermutigend.“
Anschließend führten die Forscher Studien in einem Mausmodell zur SARS-CoV-2-Infektion durch. Sie fanden heraus, dass Mäusen, denen sie 30 Milligramm Sulforaphan pro Kilogramm Körpergewicht vor der Infektion mit dem Virus den Körpergewichtsverlust milderte. Dieser tritt typischerweise bei einer Virusinfektion auf. „Vorbehandelte“ Mäuse nahmen deutlich weniger ab (7,5% geringerer Gewichtsverlust). Darüber hinaus führte die Vorbehandlung zu einer statistisch signifikanten Abnahme sowohl der Viruslast oder der Virusmenge in den Lungen (17% weniger Gewichtsabnahme) und den oberen Atemwegen (9% Abnahme) als auch der Lungenschädigung (29% Abnahme) im Vergleich zu infizierten Mäusen, denen kein Sulforaphan verabreicht wurde. Die Verbindung verringerte auch die Entzündung in der Lunge und schützte die Zellen vor einer überschießenden Immunantwort.
„Wir fanden heraus, dass Sulforaphan antiviral gegen HCoV-OC43- und SARS-CoV-2-Coronaviren wirkt und gleichzeitig zur Kontrolle der Immunantwort beiträgt“, fasste Ordonez zusammen. „Diese multifunktionale Aktivität macht es zu einer interessanten Verbindung zur Verwendung gegen diese Virusinfektionen sowie gegen solche, die durch andere menschliche Coronaviren verursacht werden.“
Das Team plant die Durchführung von Studien am Menschen, um zu bewerten, ob Sulforaphan bei der Vorbeugung oder Behandlung dieser Infektionen wirksam sein kann.
Quellen: EurekAlert! Johns Hopkins Medicine, Communications Biology