DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-89736-0
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39984611
تاريخ النشر: 2025-02-21
المؤلف: Dandan Yang وآخرون
الموضوع الرئيسي: الآثار الدوائية للمركبات الطبيعية
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في الخصائص الفيروسية والمضادة للفيروسات للمركبات المستخرجة من الأجنة البذرية لللوتس (Nelumbo nucifera) والجينسنغ التايلاندي (Kaempferia parviflora) ضد SARS-CoV-2. تحدد الدراسة النيفرين (1) والنيوكفيرين (3)، جنبًا إلى جنب مع أملاح الهيدروكلوريد الخاصة بهم (2 و 4)، كعوامل مضادة للفيروسات فعالة، حيث أظهر ملح النيفرين (2) نشاطًا فيروسيًا معززًا بشكل ملحوظ (EC50 = 4.78 µM) مقارنةً بشكله القائم الحر (1) (EC50 = 36.01 µM). بالإضافة إلى ذلك، أظهر شكل الملح مؤشر انتقائية أفضل، مما يشير إلى انخفاض السمية الخلوية. كما أظهر المستخلص الخام من جذور K. parviflora أيضًا تأثيرات واعدة مضادة للفيروسات، مع نشاط فيروسي (EC50 = 42.11 µg/mL) ونشاط مضاد للفيروسات (EC50 = 39.28 µg/mL). من بين التسعة فلافونويدات المعزولة من هذا المستخلص، فقط 5,7,4′-تريميثوكسي فلافون (8) أظهر أنشطة فيروسية (EC50 = 437.90 µM) ومضادة للفيروسات (EC50 = 50.97 µM)، على الرغم من أن أيًا منها لم يثبط بروتين 3CL لـ SARS-CoV-2 عند التركيزات المختبرة.
في الختام، تسلط النتائج الضوء على الإمكانات العلاجية للمركبات النشطة بيولوجيًا المستمدة من N. nucifera و K. parviflora ضد SARS-CoV-2، مما يبرز دور الأدوية العشبية في تطوير العلاجات المضادة للفيروسات. تقترح الدراسة أن الأملاح العضوية يمكن أن تعزز النشاط البيولوجي لهذه المركبات، مما يوفر أساسًا لمزيد من الاستكشاف لتطبيقاتها الطبية.
النتائج
قيمت الدراسة الأنشطة الفيروسية والمضادة للفيروسات للمستخلصات الخام من الأجنة البذرية لـ *Nymphaea nucifera* ضد SARS-CoV-2، مع التركيز على مستخلصات مختلفة ومكوناتها، بما في ذلك النيفرين وأملاحه. تم تقييم المستخلصات باستخدام اختبارات فيروسية ومضادة للفيروسات، مما كشف أن مستخلصات ثنائي كلور الميثان (LotZ-C1 و LotZ-C2) والمستخلص الميثانولي (LotZ-M) أظهرت نشاطًا فيروسيًا كبيرًا، مما قلل من العدوى الفيروسية إلى 38% و 48% عند تركيزات غير سامة للخلايا. بالمقابل، لم تُظهر أي من المستخلصات تأثيرات مضادة للفيروسات عند التركيزات المختبرة، مما يشير إلى أن قلويدات النيفرين الموجودة في المستخلصات النشطة قد تكون مسؤولة عن النشاط الفيروسي الملحوظ.
أدى العزل الإضافي للمركبات من المستخلصات النشطة إلى توصيف مركبات مشابهة للنيفريم، والتي أظهرت اختلافات في طيف NMR وأنشطتها البيولوجية. كما قارنت الدراسة تأثيرات النيفرين والنيوكفيرين في كل من الشكل القائم الحر وشكل الملح. ومن الجدير بالذكر أن ملح النيفرين أظهر نشاطًا فيروسيًا محسّنًا بشكل كبير (EC50 من 4.78 µM) مقارنةً بشكله القائم الحر (EC50 من 36.01 µM)، مما يبرز تأثير الأملاح العضوية على الفعالية البيولوجية. وبالمثل، أظهر ملح النيوكفيرين نشاطًا معززًا مقارنةً بنظيره القائم الحر. بينما لم يُظهر النيفرين نشاطًا مضادًا للفيروسات، أظهر ملح النيفرين وملح النيوكفيرين تأثيرات مضادة للفيروسات بقيم EC50 تبلغ 26.94 µM و 16.65 µM، على التوالي، مما يشير إلى أن أشكال الملح لهذه القلويدات قد تعزز إمكاناتها العلاجية ضد SARS-CoV-2.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم التحقيق في الإمكانات المضادة للفيروسات للمنتجات الطبيعية المستمدة من *Nymphaea nucifera* و *Kaempferia parviflora*، خاصة ضد فيروس SARS-CoV-2. أسفر عملية استخراج الأجنة البذرية لـ *N. nucifera* عن عدة مستخلصات خام، حيث أظهر مستخلص ثنائي كلور الميثان (LotZ-C1) نشاطًا فيروسيًا ملحوظًا. أدى التنقية الكروماتوغرافية اللاحقة إلى عزل النيفرين، الذي تم تحديده من خلال تحليل NMR، والذي أظهر خصائص فيروسية معززة عند تحويله إلى ملح الهيدروكلوريد الخاص به (ملح النيفرين، Lot 2)، حيث أظهر زيادة بمقدار 7.5 أضعاف في الفعالية مقارنةً بشكله القائم الحر. وبالمثل، أظهر ملح الهيدروكلوريد للنيوكفيرين أيضًا نشاطًا مضادًا للفيروسات محسّنًا، مما يشير إلى أن أشكال الملح لهذه القلويدات تؤثر بشكل كبير على أنشطتها البيولوجية.
تم تقييم المستخلص الخام من الهكسان لـ *K. parviflora* أيضًا، مما كشف عن أنشطة فيروسية ومضادة للفيروسات مع تركيزات فعالة (EC50) تبلغ 42.11 µg/mL و 39.28 µg/mL، على التوالي. عزل الفلافونويدات من هذا المستخلص حدد 5,7,4′-تريميثوكسي فلافون كمركب وحيد له نشاط مضاد للفيروسات، على الرغم من فعاليته الأقل من المستخلص الخام. ومن الجدير بالذكر أن أيًا من الفلافونويدات المعزولة لم تثبط بروتين 3CL لـ SARS-CoV-2، مما يشير إلى أن فئات المركبات الأخرى قد تكون مسؤولة عن التأثيرات المضادة للفيروسات الملحوظة. تؤكد هذه الأبحاث على إمكانات الأدوية العشبية كمصادر للعوامل المضادة للفيروسات، خاصة في سياق التهديدات الفيروسية المستمرة مثل SARS-CoV-2 والجراثيم الناشئة.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-89736-0
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39984611
Publication Date: 2025-02-21
Author(s): Dandan Yang et al.
Primary Topic: Pharmacological Effects of Natural Compounds
Overview
This research investigates the virucidal and antiviral properties of compounds extracted from the seed embryos of the lotus (Nelumbo nucifera) and Thai ginseng (Kaempferia parviflora) against SARS-CoV-2. The study identifies neferine (1) and nuciferine (3), along with their hydrochloride salts (2 and 4), as effective antiviral agents, with neferine salt (2) demonstrating significantly enhanced virucidal activity (EC50 = 4.78 µM) compared to its free base form (1) (EC50 = 36.01 µM). Additionally, the salt form exhibited a better selectivity index, indicating reduced cytotoxicity. The crude extract of K. parviflora rhizomes also showed promising antiviral effects, with a virucidal activity (EC50 = 42.11 µg/mL) and antiviral activity (EC50 = 39.28 µg/mL). Among the nine flavonoids isolated from this extract, only 5,7,4′-trimethoxyflavone (8) displayed virucidal (EC50 = 437.90 µM) and antiviral (EC50 = 50.97 µM) activities, although none inhibited the SARS-CoV-2 3CL protease at tested concentrations.
In conclusion, the findings highlight the therapeutic potential of bioactive compounds derived from N. nucifera and K. parviflora against SARS-CoV-2, emphasizing the role of herbal medicines in developing antiviral therapies. The study suggests that organic salts can enhance the biological activity of these compounds, providing a basis for further exploration of their medicinal applications.
Results
The study evaluated the virucidal and antiviral activities of crude extracts from the seed embryo of *Nymphaea nucifera* against SARS-CoV-2, focusing on various extracts and their components, including neferine and its salts. The extracts were assessed using virucidal and antiviral assays, revealing that the dichloromethane extracts (LotZ-C1 and LotZ-C2) and the methanol extract (LotZ-M) exhibited significant virucidal activity, reducing viral infectivity to 38% and 48% at non-cytotoxic concentrations. In contrast, none of the extracts demonstrated antiviral effects at the tested concentrations, suggesting that neferine alkaloids present in the active extracts may be responsible for the observed virucidal activity.
Further isolation of compounds from the active extracts led to the characterization of neferine-like compounds, which displayed variations in their NMR spectra and biological activities. The study also compared the effects of neferine and nuciferine in both free-base and salt forms. Notably, neferine salt showed a significantly improved virucidal activity (EC50 of 4.78 µM) compared to its free-base form (EC50 of 36.01 µM), highlighting the influence of organic salts on biological efficacy. Similarly, nuciferine salt exhibited enhanced activity over its free-base counterpart. While neferine did not show antiviral activity, neferine salt and nuciferine salt demonstrated antiviral effects with EC50 values of 26.94 µM and 16.65 µM, respectively, indicating that salt forms of these alkaloids may enhance their therapeutic potential against SARS-CoV-2.
Discussion
In this study, the antiviral potential of natural products derived from *Nymphaea nucifera* and *Kaempferia parviflora* was investigated, particularly against the SARS-CoV-2 virus. The extraction process of *N. nucifera* seed embryos yielded several crude extracts, with the dichloromethane extract (LotZ-C1) demonstrating notable virucidal activity. Subsequent chromatographic purification led to the isolation of neferine, identified through NMR analysis, which exhibited enhanced virucidal properties when converted to its hydrochloride salt (neferine salt, Lot 2), showing a 7.5-fold increase in efficacy compared to its freebase form. Similarly, the hydrochloride salt of nuciferine also displayed improved antiviral activity, indicating that the salt forms of these alkaloids significantly influence their biological activities.
The crude hexane extract of *K. parviflora* was also evaluated, revealing virucidal and antiviral activities with effective concentrations (EC50) of 42.11 µg/mL and 39.28 µg/mL, respectively. Isolation of flavonoids from this extract identified 5,7,4′-trimethoxyflavone as the only compound with antiviral activity, albeit with lower efficacy than the crude extract. Notably, none of the isolated flavonoids inhibited the SARS-CoV-2 3CL protease, suggesting that other compound classes may be responsible for the observed antiviral effects. This research underscores the potential of herbal medicines as sources of antiviral agents, particularly in the context of ongoing viral threats such as SARS-CoV-2 and emerging pathogens.