COVID-19 z pohledu epigenetiky: Jak pomoci tělu k lepší obraně před infekcí?

Pandemie koronaviru nabrala na síle a znovu ohrožuje naše zdraví a životy. Pojďme se společně podívat, jaké procesy umožňují viru COVID-19 efektivně napadat lidské buňky a jaké přírodní látky mu to mohou pomoci překazit.

Viry jsou nesmírně zajímavé organismy, protože v podstatě neodpovídají definici živého organismu. Na rozdíl třeba od bakterií se totiž neumějí samy rozmnožovat, ale potřebují k tomu buňky nějakého hostitele s jejich rozmnožovacími mechanismy, které si umějí šikovně „ochočit“ a využít je. Důležitou úlohu přitom hrají epigenetické procesy, tedy biochemické reakce, které ovlivňují aktivitu řady důležitých genů.

Jak si ochočit buňku

Epigenetické procesy se v první řadě odehrávající přímo v samotném viru, tedy přímo v jeho RNA (COVID-19 patří mezi tzv. RNA viry, které nemají genetickou informaci uloženou v DNA, ale v ribonukleové kyselině – RNA). Tyto epigenetické změny, zejména z oblasti metylace genů, virům umožňují efektivní množení a zrání. Jenomže viry toho dokáží mnohem, mnohem víc – umějí totiž velmi efektivně ovlivňovat i epigenetické procesy přímo v buňkách hostitele, tedy například v DNA člověka, kterého napadnou.

Viry samozřejmě nemají schopnost změnit pořadí genů v naší DNA, mohou ale poměrně efektivně měnit naše epigenetické vzorce, a tím i aktivitu jednotlivých genů. Důvodem tohoto jejich počínání je v první řadě snaha obelstít náš imunitní systém – mohou takto ovlivnit vrozenou i adaptivní imunitní odpověď. Tato schopnost byla dobře prozkoumána například u viru MERS a také u chřipkového viru H5N1, a s největší pravděpodobností jí disponuje i virus COVID-19.

V zajetí cytokinové bouře

Epigenetické procesy ovšem velkou měrou rozhodují i o tom, nakolik bude pro konkrétního člověka napadení virem závažné. Když totiž imunitní systém začne útočit na nějaký cizorodý organismus, začnou některé imunitní buňky (zejména makrofágy a T-lymfocyty) uvolňovat bílkoviny jménem cytokiny, z nichž některé výraznou měrou podporují zánětlivé procesy v těle. V některých případech ovšem dojde k tomu, že tělo začne cytokiny produkovat v obrovském množství, což vede k rozvoji intenzivního zánětu, který může být i důvodem selhání důležitých orgánů. Pro tento stav se používá termín „cytokinová bouře“.

Zajímavou souvislost přitom vědci objevili u autoimunitního onemocnění jménem lupus. Lidé, kteří touto nemocí trpí, totiž mají sníženou úroveň metylace genu pro tvorbu enzymu ACE2, který se účastní právě tvorby cytokinů, a proto jich produkují nadměrné množství.

Úroveň metylace genu ACE2 se ovšem výrazně liší i u osob, které lupus nemají, přičemž klesá především s věkem. To vědce přivedlo na myšlenku, že by právě úroveň metylace tohoto genu mohla souviset s pravděpodobností těžkého průběhu onemocnění COVID-19. Tento virus totiž využívá právě enzym ACE2 k tomu, aby pronikl dovnitř buňky.

Pro zvýšení obranyschopnosti organismu vůči covidu a snížení rizika život ohrožujících komplikací je tedy důležité jednak usilovat o snížení tvorby zánětlivých cytokinů a jednak o snížení aktivity genů potřebných pro tvorbu ACE2 a dalších důležitých enzymů.

Možná pomoc z přírody

Řada sloučenin, které jsou běžnou součástí našeho jídelníčku, se vyznačuje značným epigenetickým potenciálem, tj. schopností ovlivňovat aktivitu genů v naší DNA. A totéž platí i pro mnohé byliny. Některé z nich mohou touto cestou ovlivňovat i metabolické procesy, které jsou důležité pro naši obranyschopnost vůči virům, včetně COVID-19.

Kvercetin

Látka ze skupiny flavonoidů se vyskytuje v řadě druzích ovoce, zeleniny a dalších potravinách a lze ji rovněž užívat ve formě doplňku stravy. Kvercetin je schopen epigenetickou cestou ovlivňovat geny pro tvorbu enzymů klíčových pro přežití virů, zejména ACE2, 3CLpro a enzymu helikázy. V minulosti už byla prokázána částečná účinnost kvercetinu proti viru SARS, a je tedy velice pravděpodobné, že se výše uvedené mechanismy mohou uplatnit i v boji proti COVID-19.

Zázvor

Kořen zázvorníku lékařského má vysokou schopnost potlačovat produkci cytokinů makrofágy, aniž by přitom narušoval jejich schopnost ničit patogeny.

EGCG

Epigalokatechin galát je sloučenina obsažená především v zeleném čaji. Účinně ovlivňuje metylaci genů a působí i na geny klíčové pro obranu proti virům (včetně ACE2). Důležitou roli v jeho antivirovém působení hraje i vysoká antioxidační aktivita.

Šišák bajkalský

Bylina hojně využívaná zejména v tradiční čínské medicíně výrazně snižuje produkci zánětlivých cytokinů, a navíc zvyšuje obranyschopnost organismu vůči virovým infekcím. První studie dokonce naznačují i jeho možnou účinnost proti COVID-19.

Luteolin

Jde o flavonoid obsažený zejména v citrusových plodech a bobulích jalovce. Také on ovlivňuje aktivitu některých důležitých genů včetně ACE2.