Het nieuwe Coronavirus, aanvankelijk 2019-nCoV genoemd en inmiddels omgedoopt tot SARS-CoV-2 (of ook wel kortweg SARS2), kan na besmetting leiden tot de ziekte COVID-19 en het ontstaan van een longontsteking die behoorlijk wat schade aanricht en dodelijk kan zijn. Het nieuwe virus lijkt op het SARS-virus (SARS-CoV) maar is besmettelijker, waardoor het erin geslaagd is zich in 3 maanden tijd over de hele wereld te verspreiden. Hoe het virus erin slaagt zich in zo’n verschroeiend tempo te vermenigvuldigen wordt intussen steeds duidelijker. Daarmee worden ook nieuwe alternatieven voor behandeling duidelijk.
NLRP3 inflammasoom
Een geactiveerd SARS-CoV-2 virus kan daardoor een heftige immuunreactie uitlokken. Het kan het NLRP3 inflammasoom activeren, waardoor er een hevige immuunreactie kan ontstaan met een mogelijk dodelijke ‘cytokinestorm’. Inflammasomen zijn een deel van ons aangeboren immuunsysteem: het zijn multiproteïne-oligomeren die ontstekingsreacties mediëren. Het NLRP3 inflammasoom wordt gereguleerd door het NLRP3 -gen. Dit gen kan middels Pattern Recognition Receptors (PRRs), zoals bijvoorbeeld Toll-like Receptors (TLRs), moleculaire patronen waarnemen die gelinkt zijn aan mogelijk gevaar, de zogenaamde Danger Associated Molecular Patterns (DAMPs) of Pathogen Associated Molecular Patterns (PAMPs). DAMPs en PAMPs kunnen het NLRP3 -gen en daarop het inflammasoom activeren. De activatie van zo’n inflammasoom zorgt voor een vrijgave van grote hoeveelheden pro-inflammatoire interleukinen, die een ontsteking uitlokken om de binnendringer te lijf te gaan. In het geval van SARS-CoV-2 wordt voornamelijk interleukine 1ß (IL-1ß) geproduceerd, één van onze meest pro-inflammatoire cytokines. Het NLRP3 inflammasoom kan zorgen voor het ontstaan van hevige luchtwegklachten: Acute Distress respiratory syndrome (ADRS) en Acute Lung Injury (ALI), met als mogelijk gevolg een (ernstige) longontsteking.
Een interessante invalshoek als hypothese voor het feit dat kinderen vrijwel niet en ouderen juist ernstiger worden getroffen door het virus kan het verschil in melatonineproductie tussen deze twee groepen zijn. Melatonine speelt een rol in het remmen van het NLRP3 inflammasoom. Het grijpt direct in op de Toll-like receptor 2 (TLR2), waarmee het NLRP3-inflammasoom wordt geactiveerd, en remt daardoor een overmatige immuunreactie. Dit kan ernstigere luchtwegschade die kan ontstaan als gevolg van infectie met het nieuwe Coronavirus, voorkomen. Een andere weg via welke melatonine een rol speelt in remming van het SARS-CoV-2-virus is via het remmen van de expressie van ACE2-receptoren op celmembranen van cellen. Melatonine is een remmer van calmoduline en remmers van calmoduline staan erom bekend dat ze er voor zorgen dat ACE2 van de cel wordt afgescheiden. Minder ACE2 op de celmembraan betekent minder bingsmogelijkheden voor SARS-CoV-2. Medicijnen zoals ibuprofen (een NSAID) kunnen juist tot gevolg hebben dat de expressie van ACE2 op celmembranen wordt verhoogd.
1. Favero, Gaia, Lorenzo Franceschetti, Francesca Bonomini, Luigi Fabrizio Rodella, en Rita Rezzani. “Melatonin as an Anti-Inflammatory Agent Modulating Inflammasome Activation”. Review Article. International Journal of Endocrinology, 2017. https://doi.org/10.1155/2017/1835195.
2. Lambert, Daniel W., Nicola E. Clarke, Nigel M. Hooper, en Anthony J. Turner. “Calmodulin Interacts with Angiotensin-Converting Enzyme-2 (ACE2) and Inhibits Shedding of Its Ectodomain”. FEBS Letters 582, nr. 2 (2008): 385–90. https://doi.org/10.1016/j.febslet.2007.11.085.
3. Loh, D. (2020) Covid-19, pneumonia & inflammasomes – The melatonin connection. Hier worden ook concrete doseringsadviezen gegeven, preventief en bij acute corona-infectie https://www.evolutamente.it/covid-19-pneumonia-inflammasomes-the-melatonin-connection/
4. Lu, Roujian, Xiang Zhao, Juan Li, Peihua Niu, Bo Yang, Honglong Wu, Wenling Wang, e.a. “Genomic Characterisation and Epidemiology of 2019 Novel Coronavirus: Implications for Virus Origins and Receptor Binding”. The Lancet 395, nr. 10224 (februari 2020): 565–74. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30251-8.
5. Meeusen Joost - Melatonine in voeding. Leef Nu. 2006;29(29):17–8.
6. Río, Beatriz del, Juana M. García Pedrero, Carlos Martínez-Campa, Pedro Zuazua, Pedro S. Lazo, en Sofía Ramos. “Melatonin, an Endogenous-Specific Inhibitor of Estrogen Receptor Alpha via Calmodulin”. The Journal of Biological Chemistry 279, nr. 37 (10 september 2004): 38294–302. https://doi.org/10.1074/jbc.M403140200.
7. Walls, Alexandra C., Young-Jun Park, M. Alejandra Tortorici, Abigail Wall, Andrew T. McGuire, en David Veesler. “Structure, Function, and Antigenicity of the SARS-CoV-2 Spike Glycoprotein”. Cell, 9 maart 2020. https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.02.058.
8. Wu, Geng-Chin, Chung-Kan Peng, Wen-I Liao, Hsin-Ping Pao, Kun-Lun Huang, en Shi-Jye Chu. “Melatonin Receptor Agonist Protects against Acute Lung Injury Induced by Ventilator through Up-Regulation of IL-10 Production”. Respiratory Research 21, nr. 1 (6 maart 2020): 65. https://doi.org/10.1186/s12931-020-1325-2.
9. Wu Hui-Mei, Zhao Cui-Cui, Xie Qiu-Meng, Xu Juan, Fei Guang-He, TLR2-Melatonin Feedback Loop Regulates the Activation of NLRP3 Inflammasome in Murine Allergic Airway Inflammation, Frontiers in Immunology 11, 2020, 172, DOI=10.3389/fimmu.2020.00172