Recenti studi hanno consentito di individuare nelle microalghe marine una serie di composti bioattivi con possibile azione anti-virale, nei confronti di Covid-19 come di altri virus. (1)
Alghe, microalghe e cianobatteri raccolgono crescenti attenzioni della comunità scientifica. Con diverse prospettive di sviluppo di medicinali e farmaci veterinari, oltreché di alimenti e mangimi.
Alghe, microalghe, cianobatteri e salute
Le alghe vengono classificate in rosse (rodofite), brune (feofite) e verdi (clorofite). Diversi studi già mostrano la loro attività anti-virale. La gran parte delle ricerche è stata finora rivolta all’interazione di alcune di esse con i virus HSV e HIV. (2) In tempi più recenti la ricerca è stata estesa al loro possibile ruolo rispetto ai virus influenzali (3) e, da ultimo, a Covid-19.
Microalghe e cianobatteri (batteri fotosintetici, o alghe azzurre) a loro volta sono in grado di produrre polisaccaridi solforati e altri composti con importanti attività biologiche.
Sono state osservate in particolare le possibili azioni anticarcinogenica, anti-microbica, immunomodulatoria, anti-diabetica, anti-tubercolare, anti-epilettica, anti-ipertensiva, anti-aterosclerotica, anti-osteoporosi, anti-infiammatoria e infine anti-virale. (4)
Le ricerche in questi ambiti appaiono meritevoli di approfondimento in ragione delle proprietà specifiche rilevate nei vari organismi. I quali potrebbero rivelarsi candidati ideali anche per la produzione industriale di composti ad azione antivirale, grazie alla relativa semplicità della coltivazione su larga scala. (5)
Spirulina, attività biologiche
La spirulina (Arthrospira platensis) è un cianobatterio capace di realizzare la fotosintesi, al pari delle alghe. Può venire coltivata in acque dolci e salate, grazie alla sua grande capacità di adattamento. Ed è in grado di produrre numerosi composti bioattivi ad azione antifungina, antibatterica ed antivirale. (6)
Fig. 1. Schema di estrazione e purificazione dei polisaccaridi algali e possibili applicazioni (Xu et al., 2017)
SARS-CoV-2, inibizione in vitro da parte dell’alga Kombu
Kombu (Saccharina japonica) è un’alga bruna tradizionalmente impiegata nella cucina orientale (quella giapponese soprattutto). Da essa sono stati estratti polisaccaridi solforati che hanno dimostrato, in vitro, una notevole capacità di inibire il virus SARS-CoV-2.
A confronto con il Remdesivir, un farmaco antivirale, gli estratti dell’alga Kombu risultano essere più sicuri sotto entrambi i profili delle modalità d’assunzione (orale/nasale vs intravenosa) e dell’assenza di controindicazioni, alle dosi testate. (7)
Azioni antivirali delle alghe
Le infezioni virali si sviluppano generalmente in tre fasi:
1) adesione del virus, adsorbimento, ingresso e invasione della cellula,
2) replicazione del virus,
3) maturità e rilascio di particelle virali. (8)
I gruppi solforati presenti nelle alghe sembrano essere l’agente responsabile di azioni antivirali specifiche. In particolar modo nella fase 3, ipoteticamente anche nella fase 1. La comprensione di questi meccanismi è alla base della prospettiva di produrre formulati specifici ad azione antivirale. (9)
La meta-analisi
Una meta-analisi delle ricerche scientifiche pubblicate negli ultimi 10 anni mostra le attività di alcune specie di alghe nei confronti dei virus di herpes, immunodeficienza acquisita e influenza:
– HSV (herpes simplex virus). Porphiridium cruentum, Dunaliella salina, Haslea Karadagensis, Sargassum naozhouense, Schizymenia binderi, Cystoseira indica,
– HIV (human immunodeficiency virus). Arthrospira platensis, Agardhiella tenera, Dictyota mertensii, Lobophora variegata, Fucus vesiculosus, Spatoglossum schroederi,
– virus influenzali. Gyrodinium impudicum, Nanofrustum shiloi, Eckolina cava, Sargassum pluriferum. (10)
Il Griffithsin (da Griffithsia sp.), l’unica sostanza finora sottoposta a studi clinici sperimentali, viene attualmente studiato per contrastare l’HIV, grazie alla sua capacità di formare legami con il virus e alla sua bassa tossicità. (11)
Fig. 2. Meccanismo d’ingresso dei virus e di azione antivirale dei polisaccaridi di origine algale (Shi et al., 2017)
Azioni antivirali delle alghe in zootecnia e acquacoltura
Le azioni antivirali delle alghe sono state sperimentate con successo anche in acquacoltura e avicoltura. Come efficaci alternative all’impiego di vaccini e soprattutto di antibiotici, il cui abuso (in zootecnia e in medicina) è causa di antibiotico-resistenza. La quale è a sua volta indicata da OMS (2019) come una delle più gravi minacce per la salute pubblica a livello planetario.
Gli studi sperimentali hanno mostrato in particolare l’efficacia di:
– Graciliaria chilensis nella lotta al virus dell’anemia dei salmoni, causa di elevata mortalità per la specie e trasmissibile nell’ambiente, (12)
– polisaccaridi solforati da Ulva sp. e Eteromorpha sp. nel contrasto delle infezioni virali dei gamberi, ivi compreso il virus della sindrome delle macchie bianche, fortemente epidemico e letale. Grazie allo stimolo del sistema immunitario dei crostacei, (13)
– polisaccaridi solforati di Ulva clathrata e di Cladosiphon okamuranus, azione antivirale nelle specie avicole, pollame soprattutto, nei confronti del virus della malattia di Newcastle (causa di sindrome respiratoria acuta. 14)
Orizzonti di ricerca
I polisaccaridi solforati – numerosi e differenti composti naturalmente contenuti nelle alghe – mostrano un potenziale interessante nella lotta al nuovo coronavirus e ad altri virus che colpiscono l’uomo e gli animali da reddito.
I composti fenolici – tra cui i florotannini, prodotti dalle alghe marine brune (15) – a loro volta si distinguono per una potente azione antiossidante. La quale rileva, tra l’altro, per lo stimolo del sistema immunitario e l’attività antivirale. (16)
Dario Dongo e Andrea Adelmo Della Penna
Note
(1) Liu et al. (2020). Research and development on therapeutic agents and vaccines for COVID-19 and related human Coronavirus diseases. ACS Cent. Sci. 6:315-331,
(2) Mattos et al. (2011). Glycolipids from macroalgae: Potential biomolecules for marine biotechnology? Brazilian J. Pharmacogn. 12:244-247,
(3) Song et al. (2016). Characterization and comparison of the structural features, immune-modulatory and anti-avian influenza virus activities conferred by the three algal sulfated polysaccharides. Mar. Drugs 14:4, doi:10.3390/md14010004
(4) Ngo et al. (2013). Sulfated polysaccharides as bioactive agents from marine algae. Int. J. Biol. Macromol. 62:70-75,
(5) Khan et al. (2018). The promising future of microalgae: Current status, challenges, and optimization of a sustainable and renewable industry for biofuels, feed, and other products. Microb. Cell Factories 17:36, doi:10.1186/s12934-018-0879-x
(6) Raposo et al. (2013). Bioactivity and applications of sulphated polysaccharides from marine microalgae. Mar. Drugs 11:233-252, doi:10.3390/md11010233
(7) Kwon et al. (2020). Sulfated polysaccharides effectively inhibit SARS-CoV-2 in vitro. Cell Discovery 6:50,
(8) San Martin (2019). Virus maturation – in Physical Virology (Virus structure and mechanics). Ed. Springer 7:129-158,
(9) Cunha et al. (2016). Sulfated polysaccharides as multifunctional materials in drug delivery applications. Mar. Drugs 14:42, doi:10.3390/md14030042
(10) Riccio et al. (2020). Ten-year research update review: Antiviral activities from marine organisms. Biomolecules 10:1007,
(11) Lee (2019). Griffithsin, a highly potent broad-spectrum antiviral lectin from red algae: from discovery to clinical application. Mar. Drugs 17:567,
(12) Lozano et al. (2016). Red macroalgae Pyropia columbina and Gracilaria chilensis: Sustainable feed additive in the Salmo salar diet and the evaluation of potential antiviral activity against infectious salmon anemia virus. J. Appl. Phycol. 28:1343-1351, doi:10.1007/s10811-015-0648-8
(13) Declarador et al. (2014). Ulvan extract acts as immunostimulant against white spot syndrome virus (WSSV) in juvenile black tiger shrimp Penaeus monodon. AACL Bioflux 7:153-161
(14) Aguilar-Briseño et al. (2015). Sulphated polysaccharides from Ulva clathrata and Cladosiphon okamuranus seaweeds both inhibit viral attachment/entry and cell-cell fusion, in NDV infection. Mar. Drugs 13:697-712, doi:10.3390/md13020697
(15) Sansone et al. (2020). Marine algal antioxidants as potential vectors for controlling viral diseases. Antioxidants 9:392, doi:10.3390/antiox9050392
(16) Dario Dongo, Andrea Adelmo Della Penna (2020). Polifenoli e salute. I vegetali amici del sistema immunitario. GIFT (Great Italian Food Trade).
Veterinary Director of the Provincial Health Authority of Agrigento and member of the scientific committee 'Eurocarni', he is the author and co-author of hundreds of scientific and non-scientific articles in national and international journals.
