Influenza: Mecanismos Complexos de Infecção, Desafios Terapêuticos e o Vasto Potencial de Produtos Naturais e Nutracêuticos

A estrutura do vírus influenza A. PB1, proteína básica da polimerase 1; PB2, proteína básica da polimerase 2; PA, proteína ácida da polimerase; HA, hemaglutinina; NA, neuraminidase; NP, nucleoproteína; PA, proteína ácida da polimerase; NS, proteína não estrutural; M, proteína da matriz.

A influenza, uma patologia respiratória infecciosa causada primariamente pelos vírus influenza A e vírus influenza B da família Orthomyxoviridae, continua a ser um desafio substancial para a saúde pública global. Estes vírus RNA de fita negativa segmentados são notórios por sua alta variabilidade genética, impulsionada por mutações pontuais (deriva antigênica ou drift) e rearranjo de segmentos genômicos (mudança antigênica ou shift), levando à emergência recorrente de novas cepas. Essa plasticidade genômica compromete a eficácia a longo prazo das vacinas sazonais e dos fármacos antivirais atualmente aprovados. As classes terapêuticas incluem inibidores da Neuraminidase (como oseltamivir e zanamivir); inibidores do canal iônico da Proteína da Matriz 2 (como amantadina e rimantadina, atualmente pouco recomendados devido à alta resistência); e inibidores da polimerase viral, como baloxavir (inibidor da endonuclease dependente de cap) e favipiravir (inibidor da RNA polimerase RNA-dependente). Contudo, a eficácia desses agentes é frequentemente limitada pela necessidade de administração precoce, pelo desenvolvimento de cepas virais resistentes e por um espectro de efeitos adversos. Neste contexto, a prospecção de produtos naturais bioativos derivados de plantas medicinais e o uso de nutracêuticos emergem como estratégias promissoras e complementares para a prevenção e tratamento da influenza. Muitas espécies de plantas são fontes promissoras para a obtenção de fármacos anti-influenza, com compostos que atuam sobre componentes da partícula viral ou sobre vias de sinalização nas células hospedeiras.

Ciclo de replicação do vírus influenza. Primeiramente, o vírus se liga via HA a resíduos de ácido siálico na célula hospedeira (Etapa 1) e é absorvido pela célula por endocitose (Etapa 2). Após a acidificação do endossomo e do interior viral, os vRNPs são liberados no citosol (Etapa 3) e transportados para o núcleo (Etapa 4), onde o RNA viral é transcrito e replicado (Etapa 5). Os mRNAs virais são transportados no citosol para tradução (Etapa 6). Os NPs e as subunidades da polimerase viral PA, PB1 e PB2 são transportados de volta para o núcleo para formar novos complexos de vRNP (Etapa 7). Os vRNPs e HA, NA e M1 são transportados para a superfície celular para montagem (Etapa 8). O vírion brota da superfície celular (Etapa 9). Na etapa final, o NA cliva os ácidos siálicos da superfície celular e dos vírions descendentes, permitindo a liberação do vírus das células infectadas (Etapa 10). https://doi.org/10.3390/v14112452

Mecanismos de Ação Detalhados de Produtos Naturais Contra o Vírus Influenza:

Os produtos naturais, caracterizados por uma vasta diversidade química, podem interferir em múltiplos estágios do ciclo replicativo do vírus influenza, além de modular a resposta do hospedeiro. Os metabólitos secundários de plantas, como alcaloides, flavonoides, terpenoides e polifenóis, são conhecidos por suas propriedades antivirais, podendo aumentar a síntese de citocinas antivirais, a atividade de células T e macrófagos, e ativar genes antivirais.

1. Interferência com a Adsorção e Entrada Viral (Alvo: Hemaglutinina):A Hemaglutinina viral é uma glicoproteína de superfície fundamental para a ligação do vírus aos receptores de Ácido Siálico na célula hospedeira e para a subsequente fusão da membrana viral com a endossomal. Produtos naturais podem bloquear essas etapas:

• Inibição Direta da Hemaglutinina: Extratos de Thuja orientalis Folium, ricos em amentoflavona, miricetina e quercetina, inibem potentemente a infecção por vírus influenza A, interferindo com a proteína Hemaglutinina nas etapas de ligação e entrada. O (-)-epigalocatequina-3-galato do chá verde (Camellia sinensis) interfere na ligação da Hemaglutinina e danifica fisicamente a membrana viral, além de inibir a fusão da membrana. A berbamine, um alcaloide de Berberis amurensis, impede a ligação e entrada do vírus influenza A e exibe efeito virucida, com estudos de inibição da hemaglutinação confirmando seu impacto na Hemaglutinina. Proantocianidinas, como a procianidina B2-di-galato de Rumex acetosa, interagem com o sítio de ligação da Hemaglutinina. Triterpenos pentacíclicos ligam-se à Hemaglutinina, impedindo a interação com o receptor de Ácido Siálico. O suco de melancia selvagem (Citrullus lanatus var. citroides), contendo flavonoides como a 8-prenilnaringenina, inibe a entrada viral e a replicação tardia. O extrato aquoso de Epimedium koreanum Nakai também bloqueia a ligação mediada por Hemaglutinina. A punicalagina, um polifenol da romã (Punica granatum), também inibe a Hemaglutinina. Óleos essenciais, como o terpinen-4-ol do óleo de melaleuca (Melaleuca alternifolia), podem ligar-se ao sítio de fusão da Hemaglutinina subunidade 2. Extratos de Achillea millefolium (milefólio), Alpinia officinarum, Chaenomeles sinensis, Echinacea purpurea, Ginkgo biloba, Isatis indigotica, Jatropha curcas, Paeonia lactiflora, Pelargonium sidoides, Psidium guajava (goiaba), Sambucus nigra (sabugueiro) e Phellinus igniarius também são relatados como inibidores da Hemaglutinina. O extrato de Andrographis paniculata demonstrou inibir a Hemaglutinina, impedindo a adsorção viral e a fusão da membrana. A andrografolida, seu principal diterpenoide, é um composto chave nesta atividade. Pesquisas indicam que a Aronia melanocarpa (chokeberry preta), rica em antocianinas e outros polifenóis, pode inibir a atividade da Hemaglutinina e da Neuraminidase (Pesquisa adicional). Azadirachta indica (Neem), cujos extratos contêm limonóides como a azadiractina, mostrou potencial para inibir a replicação viral e a ligação da Hemaglutinina.

2. Inibição da Liberação Viral (Alvo: Neuraminidase):A Neuraminidase é essencial para a liberação de novas partículas virais.

• Bloqueio da Liberação Viral: A punicalagina, de Punica granatum e Terminalia chebula, é um potente inibidor da Neuraminidase de diversas cepas de influenza A e B, incluindo aquelas resistentes ao oseltamivir (Neuraminidase/H274Y). Extratos de Thuja orientalis Folium, (-)-epigalocatequina-3-galato do chá verde, extrato de folha de oliveira (Isenolic®), extratos de madressilva (Lonicera japonica), Scutellaria baicalensis (baicalina, extrato de acetato de etila), e Epimedium koreanum Nakai também inibem a Neuraminidase. Flavonoides de Pinus densiflora e isocorilagina de Canarium album são inibidores da Neuraminidase. Diarilheptanoides de Alpinia officinarum e Alpinia katsumadai inibem a Neuraminidase. Bergenia pacumbis (sin. Bergenia ligulata), através de compostos como a bergenina, pode inibir a atividade da Neuraminidase (Pesquisa adicional). O extrato de Tagetes erecta possui luteína e beta-caroteno, que podem modular a resposta imune (alvo Interleucina 6) e, embora não seja um inibidor direto da Neuraminidase, sua ação anti-inflamatória pode ser benéfica.

3. Bloqueio do Canal Iônico da Proteína da Matriz 2:O canal iônico da Proteína da Matriz 2 facilita o desnudamento viral.

• Bloqueio do Desnudamento Viral: Quercetina, catequina hidratada e kaempferol, presentes em Aloe vera, podem ligar-se ao canal da Proteína da Matriz 2.

4. Inibição da Maquinaria de Replicação Viral (Alvos: RNA Polimerase RNA-dependente - Subunidade PA da polimerase, Subunidade PB1 da polimerase, Subunidade PB2 da polimerase; Nucleoproteína):

Estas proteínas são vitais para a transcrição e replicação do genoma viral.

• Inibidores da Polimerase: Marchantinas de hepáticas inibem a atividade da endonuclease da Subunidade PA da polimerase. O (-)-epigalocatequina-3-galato pode inibir a atividade da endonuclease da RNA polimerase RNA-dependente. A miricetina inibe a subunidade PB2, ligando-se ao seu "cap-binding pocket". A composição Proteflazidum (rica em quercetina, luteolina e apigenina de Deschampsia caespitosa e Calamagrostis epigeios) interage in silico com o domínio da Subunidade PB2 da polimerase, e a redução na amplificação de RNA para a Subunidade PB2 da polimerase foi observada experimentalmente. O extrato de Peperomia sui suprime a síntese da Nucleoproteína viral. A punicalagina também bloqueia a replicação do RNA viral. A andrografolida de Andrographis paniculata tem sido relatada por inibir a replicação do RNA viral.

• Inibidores da Nucleoproteína: Alcalóides de Lycoris radiata (licorina, hemanthamina) inibem a exportação do complexo ribonucleoproteico viral do núcleo. O extrato aquoso de Taraxacum officinale (dente-de-leão) inibe a atividade da polimerase e reduz os níveis de RNA da Nucleoproteína.

5. Supressão da Proteína Não Estrutural 1:A Proteína Não Estrutural 1 é crítica para a evasão imune.

• Antagonistas da Proteína Não Estrutural 1: 3−(1H−indol−3−il)−N−(4−fenilbutan−2−il)propanamida, identificado por triagem virtual, mostrou atividade anti-influenza in vitro. A baicalina de Scutellaria baicalensis modula a função da Proteína Não Estrutural 1, interrompendo sua ligação à subunidade p85β da Fosfoinositídeo 3-quinase e restaurando a sinalização antiviral induzida por interferon. Óleos essenciais de olíbano (Boswellia carteri, Boswellia serrata) reduzem a tradução da Nucleoproteína e da Proteína Não Estrutural 1. A aloe-emodina (de Rheum palmatum) contorna a inibição mediada pela Proteína Não Estrutural 1.

• Efeitos Virucidas Diretos: Consiste na inativação irreversível das partículas virais. Compostos de Thuja orientalis Folium, tanshinona IIA de Salvia miltiorrhiza, catequinas do chá verde, e berbamine demonstraram esta atividade. O extrato de Cistus x incanus também mostrou efeito virucida.

  
  

Modulação de Vias de Sinalização do Hospedeiro e Resposta Imune:

Muitos produtos naturais modulam respostas celulares do hospedeiro.

1. Modulação da Via do Fator Nuclear kappa B: Esta via pró-inflamatória é ativada pela infecção por influenza.

• Inibidores incluem glicirrizina (da raiz de alcaçuz), saicosaponina A (de Bupleurum chinense), e baicalina. (+)-Pinoresinol 4-O-[6"-O-vaniloil]-β-D-glicopiranosídeo da Calotropis gigantea inibe a ativação do Fator Nuclear kappa B. A andrografolida também demonstrou modular negativamente a sinalização do Fator Nuclear kappa B.

2. Modulação da Via Fosfoinositídeo 3-quinase/Proteína Quinase B: Esta via é ativada pela Proteína Não Estrutural 1 viral.

• Extratos de Paeonia lactiflora, baicalina, e aloe-emodina demonstraram inibir esta via.

3. Modulação das Vias das Proteínas Quinases Ativadas por Mitógenos (Quinases Reguladas por Sinal Extracelular, c-Jun N-terminal Quinases, p38 MAP Quinase): Estas vias são ativadas em resposta à infecção viral.

• Hesperidina (de Citrus unshiu) e oligonol (da lichia) inibem a exportação de complexos ribonucleoproteicos virais ao downregular a ativação das Quinases Reguladas por Sinal Extracelular. Biochanina A (de Trifolium pratense) interfere na fosforilação de Proteína Quinase B e Quinases Reguladas por Sinal Extracelular 1/2 induzida pelo H5N1. Cirsimaritina (de Artemisia scoparia) suprime a ativação de c-Jun N-terminal Quinases/Proteínas Quinases Ativadas por Mitógenos e p38/Proteínas Quinases Ativadas por Mitógenos. A papaverina altera a via Quinases Reguladas por Sinal Extracelular/Quinases Reguladas por Sinal Extracelular.

4. Modulação da Autofagia Celular: A autofagia pode ser tanto pró-viral quanto antiviral.

• Extrato de Aloe vera e seus componentes inibem a autofagia induzida pelo vírus influenza A. Outros compostos como procianidinas, apigetrina, baicalina, injeção de Tanto Qing, Moringa A, ácido gálico, Isatis indigotica, eugenol e Hochuekkito também modulam a autofagia.

5. Modulação da Resposta Imune e Efeitos Anti-inflamatórios: A severidade da influenza está frequentemente associada a uma resposta inflamatória exacerbada.

• O (-)-epigalocatequina-3-galato do chá verde demonstrou potencial como adjuvante vacinal. Saponinas, como a fração de saponina QS-21, são potentes imunoestimulantes. O extrato de chá verde (Camellia sinensis) reduz significativamente os níveis de expressão gênica das citocinas pró-inflamatórias Fator de Necrose Tumoral alfa, Interleucina 1 beta e Interleucina 6 em células infectadas. Luteína, de Tagetes erecta, demonstrou forte afinidade de ligação com Interleucina 6. Miricetina inibe a produção de citocinas inflamatórias ao regular a via de sinalização do Receptor do tipo Toll 3 e também inibe a atividade da polimerase viral (Subunidade PB2 da polimerase). O extrato de Elaeocarpus sylvestris e seus componentes suprimem a inflamação pulmonar em camundongos infectados. Andrographis paniculata e seu composto andrografolida mostraram reduzir a produção de citocinas inflamatórias como Interleucina 6 e Fator de Necrose Tumoral alfa. Agrimonia pilosa demonstrou efeitos imunoestimulantes e atividade antiviral, possivelmente pela modulação da produção de Interferon.

Pesquisa e Desenvolvimento de Fitoterápicos e Nutracêuticos, Incluindo Pesquisas Clínicas:

A validação científica envolve uma abordagem multifacetada:

• Etnofarmacologia e Triagem: O conhecimento tradicional guia a seleção.

• Ensaios In Vitro: Avaliação de citotoxicidade, inibição do efeito citopático, redução de placas virais, etc.

• Ensaios In Vivo: Modelos animais avaliam eficácia e toxicidade.

• Abordagens Computacionais: Docking molecular, farmacologia de redes, triagem virtual.

• Elucidação de Compostos Ativos: Cromatografia Líquida de Alta Eficiência acoplada à Espectrometria de Massas, metabolômica.

• Pesquisas Clínicas: Embora menos numerosas para produtos naturais específicos contra influenza, algumas investigações clínicas e estudos em humanos fornecem evidências preliminares. Por exemplo, o extrato de sabugueiro negro (Sambucus nigra L.) demonstrou em estudos clínicos randomizados reduzir a duração e a severidade dos sintomas da influenza. Andrographis paniculata foi investigada clinicamente para infecções do trato respiratório superior, com alguns estudos mostrando benefícios sintomáticos. Extratos de Ginseng (Panax spp.) têm sido objeto de estudos clínicos que sugerem uma redução na incidência e duração de resfriados e gripes, além de modular respostas imunes à vacinação contra influenza (Pesquisa adicional). O chá verde (Camellia sinensis), principalmente suas catequinas como o (-)-epigalocatequina-3-galato, foi investigado em estudos epidemiológicos e ensaios clínicos menores, com alguns indicando que o gargarejo ou consumo pode reduzir a incidência de influenza (Pesquisa adicional). A própolis, um produto apícola, também possui estudos clínicos que apoiam seu uso na prevenção de infecções respiratórias devido às suas propriedades imunomoduladoras e antivirais (Pesquisa adicional). É crucial notar que muitos destes estudos clínicos são de pequena escala ou focam em sintomas gerais de infecções respiratórias, necessitando de ensaios maiores e mais específicos para influenza. A proteína recombinante DAS181, derivada da sialidase de Actinomyces viscosus, representa um exemplo de produto de origem natural (microbiana) que avançou para ensaios clínicos de fase II e III, demonstrando eficácia contra influenza e parainfluenza.

  
  

Desafios Científicos e Perspectivas Futuras:

Desafios incluem:

• Padronização e Controle de Qualidade: Variabilidade na composição de extratos.

• Biodisponibilidade e Farmacocinética: Muitos fitoquímicos têm baixa biodisponibilidade. A punicalagina é metabolizada em ácido elágico e urolitinas, com menor atividade.

• Estudos Clínicos: Necessidade de mais ensaios clínicos robustos e de larga escala.

• Toxicidade e Segurança: Avaliação rigorosa é necessária.

  
  

Perspectivas futuras:

• Terapias Combinadas: Uso sinérgico de produtos naturais com antivirais convencionais. O (-)-epigalocatequina-3-galato e a punicalagina mostraram efeito sinérgico com oseltamivir.

• Nanotecnologia para Melhoria da Entrega: Encapsulação de compostos bioativos em nanocarreadores.

• Adjuvantes e Agentes Inativantes para Vacinas: Compostos com atividade imunomoduladora e virucida.

• Desenvolvimento de Fitofármacos e Nutracêuticos: Com base em evidências científicas.

• Exploração da Biodiversidade e Conservação: Prospecção contínua e conservação.

Conclusão:

O vírus influenza continua a impor um fardo significativo à saúde global, e a emergência constante de cepas resistentes aos antivirais disponíveis sublinha a necessidade premente por novas e eficazes estratégias terapêuticas. Os produtos naturais derivados de plantas medicinais e nutracêuticos oferecem um manancial de diversidade química com um potencial multifacetado para combater a infecção por influenza. Sua capacidade de atuar em múltiplos alvos virais – desde o bloqueio da entrada e liberação viral pela inibição da Hemaglutinina e Neuraminidase, até a interferência com a maquinaria de replicação e a inativação direta de partículas virais – e de modular vias celulares cruciais para a replicação do vírus ou para a resposta inflamatória e imune do hospedeiro, confere-lhes vantagens distintas. A pesquisa clínica, embora ainda em estágios iniciais para muitos compostos, já aponta para benefícios tangíveis de certos extratos, como o de sabugueiro. Desafios relacionados à padronização, biodisponibilidade e comprovação clínica em larga escala ainda persistem, mas os avanços em metodologias de pesquisa, incluindo abordagens in silico e nanotecnologia, juntamente com um entendimento mais profundo dos mecanismos moleculares, estão pavimentando o caminho para a integração desses recursos naturais em futuras abordagens preventivas e terapêuticas contra a influenza. A exploração contínua e sistemática da natureza, aliada à inovação científica e a ensaios clínicos bem desenhados, é fundamental para traduzir o potencial antiviral e imunomodulador desses compostos em intervenções clínicas seguras e eficazes.

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