Эллаговая кислота подавляет ротавирус крупного рогатого скота in vitro и in vivo

Ротавирус крупного рогатого скота (BRV) – основная причина диареи и смертности у телят, приводящая к значительным экономическим потерям и создающая риск передачи человеку. Эффективных противовирусных препаратов против BRV не существует. Целью данного исследования была оценка противовирусной эффективности эллаговой кислоты (ЭК) против BRV и изучение механизмов её действия. Результаты показали, что ЭК дозозависимо подавляет репликацию BRV в клетках MA-104, снижая синтез вирусной РНК, экспрессию белка VP6 и образование вирионов (P < 0.001). In vivo на модели новорожденных мышей ЭК (10 и 20 мг/кг) ослабляла тяжесть диареи, способствовала сохранению массы тела, снижала вирусную нагрузку в отделах тонкого кишечника и кале, а также уменьшала гистопатологические повреждения кишечника. Транскриптомный анализ выявил 115 дифференциально экспрессируемых генов (ДЭГ) в группе лечения ЭК. Ключевыми обогащёнными путями были сигнальный путь PPAR, синтез гормонов щитовидной железы, секреция слюны и инсулина. Важно, что ЭК восстанавливала экспрессию 44 генов, нарушенную инфекцией, включая Akp3, St6galnac1 и Gal3st2, связанных с целостностью кишечного барьера и воспалением. Таким образом, ЭК продемонстрировала значительную противовирусную активность против BRV in vitro и in vivo, что указывает на её потенциал в качестве терапевтического средства.

Введение
BRV – главный этиологический агент диареи у новорожденных телят, приводящий к высокой смертности и экономическому ущербу. Существующие вакцины и препараты не обеспечивают полной защиты, а специфических противовирусных средств нет. Биоактивные растительные соединения представляют собой перспективную альтернативу. ЭК – природный полифенол, обладающий широким спектром биологической активности, включая противовирусную. В данном исследовании впервые изучена эффективность ЭК против BRV.

Цитотоксичность и активность in vitro
ЭК не проявляла значимой цитотоксичности в концентрациях до 200 мкг/мл на клетках MA-104. В диапазоне 0-200 мкг/мл ЭК дозозависимо подавляла цитопатический эффект BRV, снижала вирусную антигенную нагрузку (иммунофлуоресценция), уровень мРНК и белка VP6, а также титры вируса в супернатанте (P < 0.001).

Исследование механизма действия
Обработка вируса ЭК до заражения клеток приводила к наиболее выраженному снижению вирусной РНК (P < 0.001), что указывает на прямую вирулицидную активность. ЭК также снижала вирусные показатели на стадиях прикрепления, проникновения, репликации и высвобождения, однако из-за сильного прямого вирулицидного эффекта определить приоритетную мишень в жизненном цикле вируса не удалось.

Эффективность in vivo
На модели мышей-сосунков, зараженных BRV, ЭК (10 и 20 мг/кг) значимо снижала индекс диареи, её частоту и способствовала лучшему сохранению массы тела по сравнению с инфицированным контролем (P < 0.001). Через 48 часов после заражения в группах, получавших ЭК, особенно в дозе 20 мг/кг, наблюдалось значимое снижение количества копий вирусного гена в двенадцатиперстной, тощей, подвздошной кишке и образцах кала (P < 0.05). Макро- и микроскопически ЭК ослабляла патологические изменения в тонком кишечнике: уменьшались вакуолизация эпителиальных клеток и слущивание ворсинок.

Транскриптомный анализ
Секвенирование РНК тканей тонкого кишечника выявило 115 ДЭГ между группами BRV и BRV+ЭК. GO-анализ показал обогащение DEG в процессах клеточного метаболизма и регуляции. KEGG-анализ указал на вовлеченность сигнального пути PPAR, синтеза гормонов щитовидной железы, секреции слюны и инсулина. Лечение ЭК восстановило экспрессию 44 генов, измененную при инфекции, включая Akp3 (связан с энтеритом), St6galnac1 (сиалилирование муцинов, целостность барьера) и Gal3st2 (защита слизистой).

Обсуждение
Исследование подтвердило, что ЭК эффективно подавляет репликацию BRV in vitro с низкой цитотоксичностью, а также смягчает течение инфекции и патологию кишечника in vivo. Прямая вирулицидная активность ЭК является важным, но не единственным механизмом. Транскриптомные данные позволяют предположить, что терапевтический эффект также опосредован модуляцией ключевых сигнальных путей (например, PPAR) и восстановлением экспрессии генов, критических для поддержания барьерной функции и противовоспалительного ответа кишечника. Ограниченная биодоступность ЭК может объяснять неполное восстановление тканей. Необходимы дальнейшие исследования для уточнения конкретных молекулярных мишеней и разработки оптимизированных лекарственных форм.

Заключение
Эллаговая кислота продемонстрировала выраженную противовирусную активность в отношении ротавируса крупного рогатого скота как в клеточных культурах, так и в модели на новорожденных мышах, снижая вирусную нагрузку и повреждение кишечника. Полученные результаты обосновывают потенциал ЭК в качестве основы для разработки новых средств терапии ротавирусной инфекции.

Исследование: Animal Diseases