Studi internazionali sul lisozima

Il lavoro sul Lisozima presentato da Fleming alla riunione della Royal Society of Medicine che si tenne il 18 Ottobre 1932

journals.sagepub.com/doi/pdf/10.1177/003591573202600201

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Lavori scientifici sull’attività antivirale del Lisozima

citati nel volume Il Lisozima, cardine dell’immunità naturale

pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/13632791/

Nature. 1959 Feb 21;183(4660):548.

doi: 10.1038/183548a0.

Antiviral activity of lysozyme

R FERRARIC CALLERIOG PODIO

PMID: 13632791

DOI: 10.1038/183548a0

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Attività antivirale del lisozima

Il significato biologico del lisozima non è ancora completamente stabilito. Le sue proprietà suggeriscono che ha un ruolo nell’immunità contro le infezioni batteriche. Il lisozima sembra anche mostrare attività antivirale. Osservazioni precedenti supportano questa possibilità. MacfarlaneBurnet ha osservato che il rnuco nasale inattiva il virus della poliomielite di qualsiasi tipo in vitro; d’altra parte, però, il lisozima puro non lo ha fatto. Caselli e Schumacher hanno dimostrato un antagonismo tra lisozima e virus elettronegativi. Orzalesi ottenne risultati molto soddisfacenti nel trattamento della cheratite erpetica con il lisozima e osservò l’inattivazione del virus erpetico con il lisozima in vitro. Proseguendo questa linea di ricerca sul rapporto tra lisozima e virus, nei nostri laboratori sono stati ottenuti alcuni risultati interessanti. In vitro abbiamo osservato che il lisozima precipitava i virus batteriofagi e in vivo, nelle cavie infettate sperimentalmente con il virus dell’aftosi, abbiamo ottenuto buoni risultati con la somministrazione di lisozima nell’80 per cento degli animali. Callerio ha osservato una riduzione costante del lisozima sierico nei pazienti affetti da poliomielite, ma alcune prove terapeutiche con questo enzima non hanno dato risultati univoci. Una comunicazione di A. D. Ronchese di Nizza, che afferma di aver ottenuto la guarigione in quattro casi di herpes zoster mediante trattamento orale con lisozima, ci ha indotto ad estendere le nostre osservazioni cliniche. Molti dermatologi italiani hanno provato la somministrazione di lisozima per via parenterale in diverse malattie virali. Il lisozima, in dosi adeguate, si è dimostrato efficace nel trattamento di infezioni virali come l’herpes simplex, l’herpes zoster, le verruche, i condilomi acuminati, l’aftosi e le infezioni da virus vaccino. Questi risultati hanno bisogno di ulteriori conferme, tuttavia, in modo che lo spettro antivirale del lisozima e il suo reale valore nella terapia delle malattie virali possano essere stabiliti in modo definitivo.

 

 

pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10077570/

Proc Natl AcadSci U S A. 1999 Mar 16;96(6):2678-81. doi: 10.1073/pnas.96.6.2678.

Lysozyme and RNases as anti-HIV components in beta-core preparations of human chorionic gonadotropin

S Lee-Huang 1P L HuangY SunP L HuangH F KungD L BlitheH C Chen

Affiliations expand

PMID: 10077570PMCID: PMC15828

 DOI: 10.1073/pnas.96.6.2678

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Abstract

Human chorionic gonadotropin (hCG) preparations contain activity against HIV type 1 (HIV-1). However, there has been controversy about whether some biological activities of hCG beta-subunit (hCGbeta) preparations are caused by the beta-subunit itself or other proteins present in the preparations. We report here the purification, characterization, and identification of three enzymes with anti-HIV activity present in the beta-core fraction of hCGbeta prepared from the urine of pregnant women. The N-terminal amino acid sequence of one protein is identical to human urinary lysozyme C, and those of the other two are identical to human RNase A and urinary RNase U. We thus refer to these proteins as AVL (antiviral lysozyme) and AVR (antiviral RNases). In addition to HIV-1 inhibition, AVL is capable of lysing Micrococcus lysodeikticus. AVR digests a variety of RNA substrates, including RNA from HIV-1-infected cells. We also find that lysozyme from chicken egg white, human milk, and human neutrophils and RNase A from bovine pancreas possess activity against HIV-1. These findings may offer additional strategies for the treatment of HIV-1 infection.

Lisozima e RNasi come componenti anti-HIV nelle preparazioni beta-core della gonadotropina corionica umana.

Le preparazioni di gonadotropina corionica umana (hCG) contengono attività contro l’HIV tipo 1 (HIV-1). Tuttavia, c’è stata una controversia sul fatto che alcune attività biologiche dei preparati di hCG beta-subunità (hCGbeta) siano causate dalla beta-subunità stessa o da altre proteine presenti nei preparati. Riportiamo qui la purificazione, la caratterizzazione e l’identificazione di tre enzimi con attività anti-HIV presenti nella frazione beta-core di hCGbeta preparata dalle urine di donne incinte. La sequenza aminoacidica N-terminale di una proteina è identica al lisozima C urinario umano, e quelle delle altre due sono identiche alla RNasi A umana e alla RNasi U urinaria. Ci riferiamo quindi a queste proteine come AVL (lisozima antivirale) e AVR (RNasi antivirale). Oltre all’inibizione dell’HIV-1, l’AVL è in grado di lisare il Micrococcuslysodeikticus. L’AVR digerisce una varietà di substrati di RNA, compreso l’RNA delle cellule infettate dall’HIV-1. Abbiamo anche scoperto che il lisozima dell’albume d’uovo di pollo, del latte umano e dei neutrofili umani e la RNasi A del pancreas bovino possiedono attività contro l’HIV-1. Questi risultati possono offrire ulteriori strategie per il trattamento dell’infezione da HIV-1.

pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10600509/

BiochemBiophys Res Commun. 1999 Dec 20;266(2):366-70.

 doi: 10.1006/bbrc.1999.1804.

Lysozyme association with nucleic acids

L K Steinrauf 1D ShiuanW J YangM Y Chiang

Affiliations expand

PMID: 10600509DOI: 10.1006/bbrc.1999.1804

Abstract

Lysozyme is well known for the ability to hydrolyze the cell wall of bacteria. Based on the similarity of structure between lysozyme and histones as seen from the results of X-ray crystal structure determinations, we have postulated that binding to nucleic acids may be another biological function of lysozyme. We have therefore begun a systematic study of the interactions of lysozyme and related molecules with nucleic acids, and present here a preliminary report. Binding to DNA and RNA has been demonstrated from gel electrophoresis, enzyme activity, and coprecipitation studies. We suggest that this function of lysozyme will provide an explanation why Lee-Huang et al. (1999) [Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 2678-2681] were able to call lysozyme a “killer protein” against the AIDS virus, and may provide a new avenue of research on AIDS therapy.

Associazione del lisozima con gli acidi nucleici

Abstract

Il lisozima è ben noto per la capacità di idrolizzare la parete cellulare dei batteri. Sulla base della somiglianza di struttura tra il lisozima e gli istoni come si è visto dai risultati delle determinazioni della struttura dei cristalli a raggi X, abbiamo postulato che il legame con gli acidi nucleici può essere un’altra funzione biologica del lisozima. Abbiamo quindi iniziato uno studio sistematico delle interazioni del lisozima e delle molecole correlate con gli acidi nucleici, e presentiamo qui un rapporto preliminare. Il legame al DNA e all’RNA è stato dimostrato dall’elettroforesi su gel, dall’attività enzimatica e da studi di coprecipitazione. Suggeriamo che questa funzione del lisozima fornirà una spiegazione del perché Lee-Huang et al. (1999) [Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 2678-2681] hanno potuto definire il lisozima una “proteina killer” contro il virus dell’AIDS, e potrebbe fornire una nuova strada di ricerca sulla terapia dell’AIDS.

pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15779891/

Biochemistry. 2005 Mar 29;44(12):4648-55.

doi: 10.1021/bi0477081.

Structural and functional modeling of human lysozyme reveals a unique nonapeptide, HL9, with anti-HIV activity

Sylvia Lee-Huang 1Vladimir MaiorovPhilip L HuangAngela NgHeeChul LeeYoung-Tae ChangNeville KallenbachPaul L HuangHao-Chia Chen

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PMID: 15779891DOI: 10.1021/bi0477081

Abstract

We previously reported that lysozyme accounts for anti-HIV activity associated with the beta-core fraction of human chorionic gonadotropin [Lee-Huang, S., Huang, P. L., Sun, Y., Kung, H. F., Blithe, D. L. & Chen, H. C. (1999) Proc Natl AcadSci U S A 96, 2678-81]. To define the structural and sequence requirements for anti-HIV activity, we carried out peptide fragmentation and activity mapping of human lysozyme. We identified two peptides that consist of 18 and 9 amino acids of human lysozyme (HL18 and HL9), corresponding to residues 98-115 and 107-115. HL18 and HL9 are potent inhibitors of HIV-1 infection and replication with EC(50)s of 50 to 55 nM, comparable to intact lysozyme. Scrambling the sequence or substitution of key arginine or tryptophan residues results in loss of antiviral activity. HL9, with the sequence RAWVAWRNR, is the smallest peptide we identified with full anti-HIV activity. It forms a pocket with its basic residues on the surface of the molecule. HL9 exists as an alpha-helix in native human lysozyme, in a region of the protein distinct from the muramidase catalytic site. Monte Carlo peptide folding energy minimizing simulation modeling and CD studies indicate that helical propensity does not correlate with antiviral activity. HL9 blocks HIV-1 viral entrance and replication, and modulates gene expression of HIV-infected cells, affecting pathways involved in survival, stress, TGFbeta, p53, NFkappaB, protein kinase C and hedgehog signaling.

La modellazione strutturale e funzionale del lisozima umano rivela un nonapeptide unico, HL9, con attività anti-HIV

Abstract

Abbiamo precedentemente riportato che il lisozima presenta attività anti-HIV associata alla frazione beta-core della gonadotropina corionica umana [Lee-Huang, S., Huang, P. L., Sun, Y., Kung, H. F., Blithe, D. L. & Chen, H. C. (1999) ProcNatlAcad Sci U S A 96, 2678-81]. Per definire i requisiti strutturali e di sequenza per l’attività anti-HIV, abbiamo effettuato la frammentazione del peptide e la mappatura dell’attività del lisozima umano. Abbiamo identificato due peptidi composti da 18 e 9 aminoacidi del lisozima umano (HL18 e HL9), corrispondenti ai residui 98-115 e 107-115. HL18 e HL9 sono potenti inibitori dell’infezione e della replicazione di HIV-1 con EC(50)s di 50-55 nM, paragonabili al lisozima intatto. Il rimescolamento della sequenza o la sostituzione di residui chiave di arginina o triptofano porta alla perdita dell’attività antivirale. HL9, con la sequenza RAWVAWRNR, è il più piccolo peptide che abbiamo identificato con piena attività anti-HIV. Con i suoi residui di base forma una tasca sulla superficie della molecola. HL9 esiste come alfa-elica nel lisozima umano nativo, in una regione della proteina distinta dal sito catalitico della muramidasi. Gli studi di simulazione Monte Carlo di minimizzazione dell’energia di ripiegamento del peptide e gli studi CD indicano che la propensione elicoidale non è correlata all’attività antivirale. HL9 blocca l’ingresso e la replicazione virale dell’HIV-1 e modula l’espressione genica delle cellule infettate dall’HIV, influenzando i percorsi coinvolti nella sopravvivenza, lo stress, TGFbeta, p53, NFkappaB, proteinkinase C e la via di segnalazione di Hedgehog.

pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33571320/

 

PLoS One. 2021 Feb 11;16(2):e0246803.

doi: 10.1371/journal.pone.0246803. eCollection 2021.

Development and evaluation of inhalable composite niclosamide-lysozyme particles: A broad-spectrum, patient-adaptable treatment for coronavirus infections and sequalae

Ashlee D Brunaugh 1HyojongSeo 1Zachary Warnken 1Li Ding 1Sang HeuiSeo 2Hugh D C Smyth 1

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PMID: 33571320PMCID: PMC7877651DOI: 10.1371/journal.pone.0246803

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Abstract

Niclosamide (NIC) has demonstrated promising in vitro antiviral efficacy against SARS-CoV-2, the causative agent of the COVID-19 pandemic. Though NIC is already FDA-approved, administration of the currently available oral formulation results in systemic drug levels that are too low for the inhibition of SARS-CoV-2. We hypothesized that the co-formulation of NIC with an endogenous protein, human lysozyme (hLYS), could enable the direct aerosol delivery of the drug to the respiratory tract as an alternative to oral delivery, thereby effectively treating COVID-19 by targeting the primary site of SARS-CoV-2 acquisition and spread. To test this hypothesis, we engineered and optimized composite particles containing NIC and hLYS suitable for delivery to the upper and lower airways via dry powder inhaler, nebulizer, and nasal spray. The novel formulation demonstrates potent in vitro and in vivo activity against two coronavirus strains, MERS-CoV and SARS-CoV-2, and may offer protection against methicillin-resistance staphylococcus aureus pneumonia and inflammatory lung damage occurring secondary to SARS-CoV-2 infections. The suitability of the formulation for all stages of the disease and low-cost development approach will ensure rapid clinical development and wide-spread utilization.

Sviluppo e valutazione di particelle composite inalabili di niclosamide-lisozima: un trattamento ad ampio spettro e adattabile al paziente per le infezioni da coronavirus e le sequele

Abstract

La Niclosamide (NIC) ha dimostrato una promettente efficacia antivirale in vitro contro il SARS-CoV-2, l’agente causale della pandemia COVID-19. Sebbene la NIC sia già approvata dalla FDA, la somministrazione della formulazione orale attualmente disponibile si traduce in livelli sistemici di farmaco troppo bassi per l’inibizione del SARS-CoV-2. Abbiamo ipotizzato che la co-formulazione del NIC con una proteina endogena, il lisozima umano (hLYS), potrebbe consentire il rilascio diretto del farmaco per aerosol al tratto respiratorio come alternativa alla somministrazione orale, trattando così efficacemente il COVID-19 prendendo di mira il sito primario di acquisizione e diffusione del SARS-CoV-2. Per testare questa ipotesi, abbiamo progettato e ottimizzato delle particelle composite contenenti NIC e hLYS adatte alla somministrazione alle vie respiratorie superiori e inferiori tramite inalatore a polvere secca, nebulizzatore e spray nasale. La nuova formulazione dimostra una potente attività in vitro e in vivo contro due ceppi di coronavirus, MERS-CoV e SARS-CoV-2, e può offrire protezione contro la polmonite da stafilococco aureo resistente alla meticillina e il danno polmonare infiammatorio che si verifica in seguito alle infezioni da SARS-CoV-2. L’idoneità della formulazione per tutte le fasi della malattia e l’approccio di sviluppo a basso costo garantiranno un rapido sviluppo clinico e un utilizzo diffuso.

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Lavori scientifici sulle influenze del Lisozima su componenti del sistema immunitario citati nel volume Il Lisozima, cardine dell’immunità naturale

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