Les flavonoïdes en tant qu'agents antiviraux prometteurs contre l'infection par le SARS-CoV-2 : un examen mécaniste

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Résumé: Un coronavirus nouvellement diagnostiqué en 2019(COVID-19) a affecté toutes les activités humaines depuis sa découverte.Flavonoïdescouramment trouvés dans l'alimentation humaine ont attiré beaucoup d'attention en raison de leurs activités biologiques remarquables. Cet article fournit un examen complet des avantages des flavonoïdes dans la maladie COVID-19. Les effets des flavonoïdes précédemment rapportés sur cinq virus à ARN présentant des manifestations cliniques et/ou des traitements pharmacologiques similaires, notamment la grippe, le virus de l'immunodéficience humaine (VIH), le syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS), le syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS) et Ebola, ont été considéré. Les flavonoïdes agissent directementantiviralpropriétés, où ils inhibent différentes étapes du cycle infectieux du virus et des effets indirects lorsqu'ils modulent les réponses de l'hôte à l'infection virale et aux complications ultérieures. Les flavonoïdes ont montré une activité antivirale via l'inhibition de la protéase virale, de l'ARN polymérase, de l'ARNm, de la réplication virale et de l'infectivité. Les composés étaient également efficaces pour la régulation des interférons, des cytokines pro-inflammatoires et des voies inflammatoires sous-cellulaires telles que le facteur nucléaire-kB et les kinases Jun N-terminales. Baicaline,quercétine, et ses dérivés, l'hespéridine et les catéchines sont les flavonoïdes les plus étudiés à cet égard. En conclusion, les flavonoïdes alimentaires sont des options de traitement prometteuses contre l'infection au COVID-19 ; cependant, des investigations futures sont recommandées pour évaluer les propriétés antivirales de ces composés sur cette maladie.

Mots clés: inflammation;poumon; dommages oxydatifs; antiviral; polyphénol

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1. Introduction

Fin 2019, une pneumonie inhabituelle a été signalée en Chine, qui a ensuite été diagnostiquée comme un nouveau coronavirus (CoV) provoquant le syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS) et a été appelée COVID-19[1,2]. Plus tard, le virus (SARS-CoV-2) s'est propagé à d'autres pays et a été déclaré pandémie par l'OMS le 11 mars 2020 [3]. Lavirusest transmis principalement par des gouttelettes respiratoires, et la gravité varie de symptômes létaux légers à graves. Les cas asymptomatiques en période d'incubation sont considérés comme une source importante de contagion [4]. Dans la plupart des cas, les symptômes bénins mettent 1-2 semaines à disparaître, tandis que les cas graves peuvent entraîner la mort [5].

Le SRAS-CoV-2 affecte le système respiratoire, provoquant de la fièvre et une toux sèche [4] ; cependant, le virus peut provoquer une défaillance d'organes, principalement au niveau du cœur et des reins, ainsi que des tempêtes de cytokines, qui augmentent encore la mortalité. Le cycle de vie viral du SRAS-CoV-2 comprend

fixation, pénétration, biosynthèse, maturation et libération. Après la fixation, l'ARN viral pénètre dans le noyau cellulaire pour la réplication et l'ARNm viral commence à générer des protéines structurelles virales, notamment les protéines de pointe (S), de membrane (M), d'enveloppe (E) et de nucléocapside (N) [6]. Il a également été démontré que le récepteur de l'enzyme de conversion de l'angiotensine 2 (ACE2), qui est fortement exprimé dans les poumons, agit comme un co-récepteur du SRAS-CoV [7].

Le SARS, le MERS et le SARS-CoV-2 sont tous des CoV à ARN. Le génome du SRAS-CoV-2 est identique à 88 % aux CoV de type SRAS (syndromes respiratoires aigus sévères) dérivés des chauves-souris, à 79 % similaire au SRAS-CoV et à 50 % similaire au MERS-CoV [8,9]. Les protéines SARS-CoV-2 sont à 90 % -100 % homologues au SARS-CoV ; cependant, orf10 et orf8 sont différents entre le SARS-CoV-2 et le SARS-CoV.Orf8 est une protéine accessoire pour les CoV. Il forme une protéine en hélice alpha à six brins qui améliore la capacité du virus à se propager. Le SRAS-CoV-2 orfla/b, la pointe, l'enveloppe, la membrane et la nucléoprotéine sont également étroitement liés à ceux du SRAS-CoV [10] .

Puisqu'il n'existe aucun agent antiviral spécifique contre le SRAS-CoV-2, les médicaments antiviraux actuellement disponibles sont envisagés pour le traitement du COVID-19. Le remdesivir est un nouveau médicament antiviral introduit spécifiquement pour le virus Ebola en 2015. Il a un effet inhibiteur sur l'ARN polymérase virale et a récemment été utilisé dans certains essais pour le traitement COVID-19 [11]. Le favipiravir a un effet inhibiteur sur la grippe et le virus Ebola avec le même mécanisme et est également évalué dans le SARS-CoV-2 [12-14]. Le lopinavir est un inhibiteur de la protéase virale et a d'abord été développé pour le traitement du HV. Des études in vitro ont montré un effet inhibiteur du lopinavir dans les cellules infectées par le CoV [15,16] ; cependant, les revues systématiques n'ont montré aucun effet bénéfique contre le SRAS-CoV-2 [17].

Les plantes médicinales sont une source fiable de médicaments naturels, y compris d'agents antiviraux, depuis l'Antiquité. La médecine traditionnelle et les études ethnopharmacologiques de différents pays du monde entier ont toujours ouvert de nouvelles voies pour la découverte de médicaments [18-22]. L'oseltamivir qui est un antiviral classique, est un dérivé de l'acide shikimique, un métabolite secondaire de l'anis étoilé (Illicium verum Hook.f.). Dans le cas du SRAS-CoV-2, des études in silico ont révélé les possibles propriétés antivirales des ingrédients à base de plantes [23-25]. Les flavonoïdes sont une grande classe de composés phytochimiques couramment présents dans plusieurs aliments et légumes de l'alimentation humaine avec de nombreuses activités pharmacologiques précieuses, y compris des propriétés antivirales. Il est démontré que ces composés peuvent inhiber la pathogenèse virale en ciblant des étapes essentielles du cycle de vie virale [26]. La quercétine, les catéchines, le kaempférol et la baicaléine sont des exemples des flavonoïdes les plus importants présentant des propriétés antivirales [18,27,28]. Cette étude vise à discuter des preuves antivirales disponibles des flavonoïdes comme traitement possible contre le SRAS-CoV -2 compte tenu des effets précédemment rapportés de ces composés sur cinq virus à ARN présentant des manifestations cliniques et/ou des traitements pharmacologiques similaires, y compris la grippe, le virus de l'immunodéficience humaine (VIH), le syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS), le syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS) et Ebola.

2. Résultats

Activité antiviraledes flavonoïdes peuvent être classés en effets antiviraux directs où le virus est directement affecté par le flavonoïde et effets indirects où le flavonoïde améliore les mécanismes de défense de l'hôte contre l'infection virale. Ici, les mécanismes antiviraux sous-jacents des flavonoïdes sont discutés en référence aux flavonoïdes les plus importants démontrant ces mécanismes.

2.1.Mécanismes antiviraux directs

2.1.1. Inhibition de la protéase virale

Les protéases virales sont utilisées pour cliver les précurseurs de polyprotéines virales à certains endroits pour libérer des protéines fonctionnelles. Il a également été démontré que des protéases virales spécifiques clivent les protéines de la cellule hôte, y compris les facteurs d'initiation de la traduction (eF4 et elF3d) chez le VIH, pour empêcher la traduction de la protéine hôte [29,30]. Les coronavirus génèrent trois types de protéases virales, dont la 3-cystéine de type chymotrypsine (3CLpro), la protéase de type papaïne (PLpro) et la protéase principale (M pro)[31].3CLpro est important pour la vie du SARS-CoV cycle, PLpro joue un rôle dans la réplication du SRAS-CoV-2 et Mopar est responsable de la maturation des protéines fonctionnelles du SRAS-CoV-2 [32,33]. En conséquence, ces molécules sont des cibles thérapeutiques appropriées dans la recherche antivirale et la découverte de médicaments [34].

Le kaempférol, qui est un flavonoïde abondant dans plusieurs aliments, a diminué le CPE dans les cellules Vero E6 infectées par des isolats cliniques de SRAS-CoV-2 avec environ 88 % d'inhibition à une concentration de 125 μM. Une étude couplée in silico suggère que l'inhibition de l'enzyme SARS-CoV-2 3CLpro est le principal mécanisme d'action [35]. L'ajout de kaempférol au 3CLpro et au PLpro du SRAS-CoV et du MERS-CoV exprimé dans E. coli a provoqué des effets antiviraux via l'inhibition de ces enzymes [36]. Park et ses collaborateurs (2017) ont montré que la présence du groupe hydroxyle dans le kaempférol provoque une activité antivirale plus puissante par inhibition de 3CLpro et PLpro [37]. L'épigallocatéchine gallate (EGCG) est un flavonoïde présent dans le thé (Camellia sinensis L.) aux propriétés antifongiques, antibactériennes et antivirales [38,39]. Des études ont indiqué que l'EGCG inhibe l'activité de la transcriptase inverse (RT), l'activité de la protéase, p24, l'entrée virale et la production virale dans les cellules THP-1 et H9 infectées par le VIH-1, et la modification des liposomes de l'EGCG a amplifié son effet inhibiteur effets. Des études sans cellule ont également montré une régulation négative significative de la cinétique des protéases après traitement avec l'EGCG. Le groupe galloyle de l'EGCG est considéré comme responsable de ses activités antibactériennes et antivirales [40]. L'isoliquiritigénine, une chalcone, peut être utilisée comme agent thérapeutique dans les infections bactériennes et virales [41]. Ce composé a montré un effet inhibiteur sur le SARS-CoV, et le MERS-CoV 3CLpro et PLpro exprimés dans E.coli. La présence d'une fonction prényl sur le cycle résorcinol permet la formation d'interactions hydrophobes avec les protéases [37]. Les théaflavines sont des polyphénols présents dans divers types de thé [42]. Des expériences sur la protéase recombinante du SRAS-CoV ont montré une réduction significative de l'activité de 3CLpro après traitement avec de la théaflavine-3,3'-digallate avec une valeur IC50 de 9,5 uM. Le groupe gallate attaché à la position 3' dans certaines théaflavines pourrait être essentiel pour l'interaction avec le site proactif 3CL [43]. Prénylisoflavonoïdes extraits d'Erythrina senegalensis DC. ont été utilisés pour évaluer l'activité anti-protéase contre la protéase recombinante du VIH-1. Les résultats ont montré que les composés pouvaient inhiber la protéase recombinante du VIH -1 in vitro avec des valeurs de 0,5 à 30 μMIC50. Les groupes hydroxy et prényle pourraient être responsables de l'inhibition de la protéase du VIH [44]. La quercétine et la quercétine- -galactoside ont régulé à la baisse l'activité de PLpro, 3CLpro, de déubiquitination et de DelSGylation dans le SRAS-CoV, le MERS-CoV et le VIH-1. La position des groupes hydroxyle pourrait être efficace dans l'activité anti-protéase. La quercétine avec cinq groupes hydroxyle aux positions 3, 5, 7, 3' et 4' a montré un fort effet inhibiteur sur les protéases virales ; tandis que la présence du groupe glycosyle aux positions 3,7A' a réduit l'effet inhibiteur [37,45].

2.1.2. Inhibition de l'ARN polymérase virale et de l'ARNm viral

L'ARN polymérase dépendante de l'ARN (RdRp) est une enzyme importante catalysant la réplication de l'ARN à partir d'une séquence d'ARN [46]. Cette enzyme est codée dans tous les virus à ARN, ainsi que chez certains eucaryotes [47]. Les virus sont des parasites intracellulaires obligatoires, c'est-à-dire qu'ils ne peuvent pas survivre indépendamment hors des cellules. Ils doivent utiliser un équipement de traduction cellulaire pour traduire les ARNm pour la production de protéines, nécessaire à la réplication. Ainsi, toute interférence avec la traduction de l'ARNm inhiberait la réplication, la propagation et l'évolution virales [48].

Une enquête récente de Zandi et al. a révélé l'effet antiviral in vitro de la baicaline et de la baicaléine contre l'infection par le SRAS-CoV-2 dans la lignée cellulaire Vero CCL-81 par inhibition de RdRp, avec une puissance plus élevée par la baicaléine. D'autres évaluations in silico ont montré que ces deux composés avaient une affinité plus élevée pour RdRp par rapport à redeliver : le site de fixation de la baicaline et de la baicaléine semble également être différent de celui du remdesivir ; ainsi, ces flavonoïdes peuvent être utilisés comme traitement adjuvant avec le remdesivir [49]. Les effets de la quercétine-7-O-glucoside (Q7G) ont été évalués dans une étude in vitro sur des cellules MDCK infectées par les virus grippaux A et B par rapport à l'oseltamivir, agent antiviral standard. L'oseltamivir a été utilisé comme médicament contrôlé et a montré une activité antivirale modérée avec des valeurs IC50 de 25,4 à 42,2 ug/mL ; tandis que Q7G a inhibé les virus de la grippe A et B avec des valeurs IC50 de 3,10 ug/mL à 8,19 ug/mL. L'oseltamivir a également montré une activité plus faible contre la grippe B que la grippe A ; alors que Q7G a démontré une forte activité contre tous les virus de la grippe. De plus, les tests PCR quantitatifs ont rapporté une diminution plus élevée de la synthèse de l'ARN viral après le traitement au Q7G par rapport à l'oseltamivir, indiquant l'effet inhibiteur du Q7G sur l'ARN polymérase virale. L'analyse d'amarrage moléculaire a révélé que cette interaction était due à l'attachement de Q7G à la sous-unité PB2 de l'ARN polymérase virale [50].

L'oroxyline A(OA) est un flavonoïde trouvé dans Oroxylum Indicum(L.)Kurz. Il a été démontré que l'OA peut inhiber plusieurs souches de grippe A dans les cellules MDCK de manière dose-dépendante. Le traitement oral de souris infectées par le virus de la grippe H1N1 avec OA a également réduit la mortalité, la perte de poids corporel et les lésions pulmonaires induites par le virus, avec un taux de survie de 60,0 % à une dose quotidienne de 100 mg/kg. Il a été rapporté que les effets antiviraux de l'arthrose étaient dus à une régulation négative de la transcription de l'ARNm H1N1 matrix1(M1) et de la synthèse des protéines (in et al. 2018). La protéine M1 est une protéine de l'enveloppe virale qui se lie à l'ARN viral et peut médier l'encapsidation des noyaux de nucléoprotéines d'ARN dans l'enveloppe membranaire [51]. Bien que l'OA puisse inhiber la synthèse des protéines, elle ne peut pas bloquer l'entrée virale dans la cellule hôte ou l'entrée de la nucléoprotéine (NP) dans le noyau de la cellule hôte [52]. La baicaline et la biochanine A pourraient inhiber l'infection par la grippe H5N1 dans les cellules A549 avec des valeurs IC50 de 18,79 et 8,92 μM respectivement. Cet effet a été médié par la suppression de l'exportation de la ribonucléoprotéine virale nucléaire (RNP) [53]. D'autres études ont également montré que la baicaline peut réguler négativement l'expression de la protéine M1 de la grippe [54,55].

La cdc2-hôte comme la kinase 1(CLK1) joue un rôle clé dans l'épissage du gène M2 du virus de la grippe H1N1 et constitue une cible anti-grippale importante. M2 est un canal à protons dans l'enveloppe virale du virus de la grippe A [56,57]. Il a été démontré que le gallocatéchine-7-gallate isolé de Pithecellobium clypearia est un inhibiteur de la cdc2-hôte comme la kinase 1 (CLK1), une cible antigrippale en raison de son rôle dans l'épissage alternatif de l'ARNm viral M2. Des études sur l'effet de la gallocatéchine-7-gallate à la dose quotidienne de 30 mg/kg sur des souris ICR infectées par le virus H1N1 ont montré une survie significativement plus élevée jusqu'à 8 jours. Il a également inhibé les lésions pulmonaires aiguës induites par le virus et la perte de poids. De plus, des évaluations sur des cellules A549 infectées par H1N1-ont démontré une régulation négative significative des ARNm viraux NP et M2. De plus, la phosphorylation des facteurs d'épissage SF2/ASF et SC35, facteurs clés de l'épissage alternatif du gène M2 du virus, a été significativement diminuée après traitement par la gallocatéchine-7-gallate [58]. Cirsimaritine (CST), un flavonoïde de l'Artemisia scoparia Waldst. et Kitam a été évalué en ce qui concerne ses effets antiviraux in vitro sur les cellules MDCK et THP-1 infectées par trois souches de virus de la grippe qui ont montré des valeurs IC50 allant de 5,8 à 11,1 ug/mL, contre 3,4 à 8,9 ug/mL pour la ribavirine. Les données ont démontré que la CST pouvait réduire efficacement le M2 de la grippe et l'expression des protéines de manière dose-dépendante, de sorte que la puissance de la CST à 20 ug/mL était supérieure à 10 uM de la ribavirine antivirale standard [59]. La lutéoline est un autre flavonoïde ayant un effet inhibiteur sur l'expression de l'ARNm M2. Dans les cellules MDCK infectées par différentes souches grippales, 15 μM de lutéoline étaient plus efficaces que 10 μM d'oseltamivir dans les cellules infectées par H1N1 et H2N3. La lutéoline a également régulé à la baisse l'expression de la protéine I de l'enveloppe du virus de la grippe (COPI), médiant l'entrée du virus et la voie endocytaire, dans les cellules infectées [60]. Santin est un flavonoïde extrait d'Artemisia rupestris L., dont il a également été suggéré qu'il avait des effets anti-virus de la grippe en supprimant l'expression de l'ARNm M2 de manière dose-dépendante [61].

Il a été indiqué que la quercétine pourrait être un agent thérapeutique probable contre l'infection grippale aux stades précoces de l'infection afin qu'elle puisse être utilisée pour la prophylaxie du virus grippal. Des recherches sur les effets de la quercétine sur les cellules MDCK et A549 infectées par des souches de virus de la grippe A ont révélé qu'elle pouvait inhiber l'ARNm de la NP virale de manière dose-dépendante, avec l'activité la plus élevée à une concentration de 50 μM 【62】.

La recherche a montré que la tricine (4'5,7-trihydroxy-3',5'-diméthoxyflavone) présente des activités antivirales contre les souches grippales A et B. Les tests RT-PCR ont indiqué que la tricine pouvait supprimer la synthèse de l'ARNm de la protéine M dans les cellules MDCK infectées par le virus de la grippe ; sans effet significatif sur la biosynthèse de la neuraminidase et de l'hémagglutinine. La concentration efficace à 50 % de tricine, qui pourrait inhiber la synthèse de l'ARNm viral, était de 3,4-10 uM

pour les souches du virus de la grippe A et 4,9 μM pour le virus de la grippe B. Chez les souris infectées par le virus de la grippe, la tricine à la dose de 20 ug/kg a amélioré la perte de poids corporel et le temps de survie [63].

2.1.3. Entrée virale, réplication et infectivité

Les virus à ARN codent pour des protéines utilisant la machinerie cellulaire de l'hôte pour leur cycle de vie. La compréhension de ces nécessités de la cellule hôte nous informe non seulement sur les voies moléculaires utilisées par le virus, mais présente également des cibles supplémentaires pour le développement de médicaments [64].

Une étude in vitro a évalué l'effet de la quercétine et de l'isorhamnétine sur le SRAS-CoV-2 en essai sur les cellules ACE2h. L'ACE2 exprimé sur les cellules pulmonaires est un co-récepteur de la protéine de pointe virale et, par conséquent, est la principale cible des agents antiviraux contre le SRAS-CoV-2. Il a été observé que ces deux flavonoïdes ont une forte affinité de liaison à l'ACE2 et diminuent par la suite l'entrée virale via l'inhibition de l'attachement de la protéine de pointe à ce récepteur [65]. Une autre étude a évalué l'effet de la baicaléine sur l'infection par le SARS-CoV-2 dans les cellules Vero E6 et les souris transgéniques hACE2. Une réduction significative a été observée dans la réplication virale in vitro et in vivo, ainsi que la perte de poids corporel et les lésions pulmonaires chez les animaux [66]. La dihydroxy-6'-méthoxy-3',5'-diméthylchalcone et la myricétine-3'5'-diméthyl éther 3-O- -D-galactopyranoside sont des flavonoïdes dérivé de Cleistocalyx operculate(Roxb.) Merry. et LM Perry. Le test de réduction de l'effet cytopathique (CPE) a montré que ces flavonoïdes inhibent la réplication virale du virus de la grippe H1N1 dans les cellules MDCK. Des études de relation structure-activité (SAR) ont indiqué que des groupes OH en C-7 et C-4, une double liaison entre C-2 et C-3, et en particulier un groupe carbonyle en position C-4, se trouvent des groupes fonctionnels critiques qui améliorent significativement les propriétés antivirales des flavonoïdes [67].3-la désoxysappanchalcone (3DSC) isolée de Caesalpinia sappan L. pourrait inhiber la réplication du virus de la grippe à des concentrations élevées via inhibition de l'expression virale de NP dans les cellules MDCK infectées par le virus H1N1. À une concentration égale (30 uM), la ribavirine et la 3DSC ont montré une inhibition significative de l'expression de NP, bien que la ribavirine ait eu un effet plus fort [68]. Des études ont démontré que la biochanine A et la baicaléine inhibaient l'activation de la caspase-3, une enzyme impliquée dans la réplication virale [53,69]. Ces composés pourraient également inhiber l'exportation nucléaire des complexes RNP viraux, essentielle à la réplication virale [53]. La biochanine A a montré un effet inhibiteur contre p38 activé par un mitogène et NF-kB, qui se sont révélés être impliqués dans la réplication virale. NF kB et p38 sont activés en raison du stress oxydatif et sont connus pour affecter la réplication et la pathologie du virus de la grippe A [53, 70]. Des recherches sur des cultures cellulaires de cellules MDCK et de cellules A549 infectées par le virus de la grippe ont montré que la baicaléine pouvait inhiber la réplication virale à des concentrations de 20-80 ug/mL. Fait intéressant, la baicaline a montré une activité antivirale similaire à la ribavirine et à l'oseltamivir à des concentrations de 40 ug/mL et 60 ug/mL, respectivement. Baicalin a également inhibé la réplication virale dans les poumons de souris in vivo [71]. Il a été démontré que la CST régule à la baisse la protéine NF-kB et la phosphorylation de NF-KB dans le noyau [59]. On sait déjà que NF-KB joue un rôle important dansinflammation, stress oxydatif, et la suppression de l'immunité de l'hôte [72]. La régulation négative de NF-kB inhibe également la réplication dans divers types de virus, y compris le virus de la grippe [73].

Dans les cellules Vero E6 infectées par le SRAS-CoV -2, la naringénine pourrait inhiber le CPE de manière dépendante du temps et de la concentration. Cet effet a été médié par l'inhibition des canaux endo-lysosomal à deux pores (TPC), une voie impliquée dans l'infectiosité du SRAS-CoV -2, Ebola et MERS en facilitant l'entrée virale [74]. L'EGCG a montré un effet inhibiteur dose-dépendant (25,50 μM) sur la réplication du VIH dans les lymphocytes T ; cependant, l'inhibition de la réplication virale n'a pas été directement affectée par l'inhibition de la RT. Fassina et al. ont analysé l'enzyme p24, impliquée dans l'emballage des particules virales. Les résultats ont montré une régulation à la baisse de la concentration de p24 et de l'activité RT dans les lymphoblastes T infectés par le VIH. Sur la base des résultats suivants, il a été noté que l'EGCG inhibait la réplication virale par la régulation à la baisse de l'infection virale. Il n'y a pas encore de certitude sur l'effet exact de l'infection virale EGCGon [75]. La signalisation gp120 est généralement associée à une réplication accrue du VIH-1 dans les cellules précédemment infectées[75]. Des études montrent l'effet inhibiteur de la génistéine sur la gp120 et, par la suite, sur la réplication virale HV-1. Il n'y a eu aucun changement dans la réplication virale après l'administration.

istration de la génistéine avec une concentration de {{0}},5 ug/mL, mais dans une plage de 5-10 ug/mL, la génistéine pourrait supprimer la réplication virale [76]. L'herbacitrine est un flavonoïde dérivé de Drosera peltata Thunb. et était auparavant connu comme agent antiviral. Il a été démontré que l'herbacitrine inhibe à la fois la RT et l'intégrase dans les cultures de cellules MT-4 et MT-2 infectées par le VIH-1, entraînant un blocage de la réplication virale à différents stades. À une concentration de 21,5 μg/M, l'herbacitrine pourrait supprimer l'activité R, alors qu'elle pourrait inhiber l'intégrase à une concentration plus faible, 2,15 μM [77]. La scutellarine purifiée à partir d'Erigeron breviscapus est un flavonoïde à activité anti-VIH-1. Ce flavonoïde a inhibé l'activité RT du VIH -1 et la fusion cellulaire en tant que participants majeurs de la réplication virale [Z8]. L'hespéridine et la linarine sont des flavonoïdes avec du rutinose au niveau du cycle A et une substitution méthoxy (-OCH3) au niveau du cycle B. Il a été démontré que l'isoquercétine inhibe la réplication des virus grippaux A et B dans les cellules MDCK infectées. L'association de l'isoquercétine avec l'amantadine a également montré un effet synergique sur la réplication virale dans les cellules MDCK infectées par le virus de la grippe A uniquement à faible dose (0,5 uM pour l'isoquercétine et 1 uM pour l'amantadine). Les valeurs des titres viraux après administration d'isoquercétine et d'amantadine étaient d'environ 7,5 ; l'augmentation des concentrations d'isoquercétine et d'amantadine a abaissé l'effet synergique sur les titres viraux à la valeur de 5 [79]. Le Q3R dérivé de Houttuynia cordata exerce des effets anti-virus de la grippe. Les effets du Q3R sur les cellules MDCK infectées par le virus de la grippe A ont été comparés à ceux de l'oseltamivir. Les lésions pulmonaires et l'œdème ont été plus inhibés par le Q3R que par l'oseltamivir. Q3R avait également une efficacité supérieure à celle de l'oseltamivir. L'effet inhibiteur de Q3R sur la réplication du virus de la grippe était indirect et par interaction avec des particules virales. L'oseltamivir a démontré une activité antivirale modérée, environ 58 % contre le virus de la grippe A, et une faible activité antivirale inférieure à 49 % avec des doses inférieures à 10 ug/mL ; tandis que Q3R a montré 86 % d'inhibition virale à 100 ug/mL et 66 % d'inhibition à des concentrations de 10 ug/mL [80]. Il a été démontré que la quercétine 3- -OD-Glucoside (Q3G) empêche la réplication du virus Ebola in vitro. L'administration prophylactique de Q3G 30 min avant l'infection a montré une prévention significative du virus Ebola. Le Q3G pourrait également inhiber l'entrée virale aux stades précoces. L'O3G pourrait donc être un flavonoïde efficace pour la prophylaxie du virus Ebola [81].

2.2.Effets antiviraux indirects

2.2.1. Effet sur les interférons

Les interférons (IFN) comprennent un groupe de protéines produites par plusieurs cellules immunitaires en réponse à de nombreux agents pathogènes comme les virus, les parasites, les bactéries et les cellules tumorales. Il existe trois grandes classes d'IFN, y compris les interférons de type I ou acido-stables (sous-types d'IFN-, IFN-, IFN-K, IFN-e, IFN-w et IFN-t), de type II (IFN-y), et les IFN de type III connus sous le nom d'IFN-λ 【82-84】. Ils présentent un large éventail d'activités biologiques telles que l'activation de la réponse immunitaire innée, l'augmentation de l'expression des molécules du complexe majeur d'histocompatibilité (MHC), la suppression de l'angiogenèse. Leur rôle le plus important est d'interférer avec les infections virales [84,85].

Dans les premières phases de l'infection virale, les IFN activent le système innésystème immunitaire. Des études récentes ont rapporté une diminution de l'induction et de la signalisation des IFN de type I et de type I chez les patients COVID-19 [86]. Ces types d'IFN ont démontré des effets antiviraux en diminuant l'immigration des neutrophiles vers le site de l'inflammation, en augmentant la présentation de l'antigène, en supprimant la pro-inflammation médiée par les macrophages mononucléaires et en activant l'immunité acquise pour la progression des réponses des cellules B et T spécifiques de l'antigène. 86-90]. Ainsi, l'utilisation des IFN dans la phase précoce de la maladie pourrait diminuer les symptômes du COVID-19 en réduisant la réplication virale. Les chercheurs ont également signalé que les niveaux d'IFN pourraient augmenter chez les patients COVID-19 atteints de SDRA. L'augmentation rapide des niveaux d'IFN pourrait inviter des cytokines pro-inflammatoires dans le tissu alvéolaire et entraîner une inflammation pulmonaire et des lésions pulmonaires [90,91]. Par conséquent, il semble qu'une régulation à la hausse ou une dérégulation des IFN et d'autres réponses de cytokines pro-inflammatoires, ou les deux, pourraient exercer un rôle important dans la progression et les caractéristiques pathologiques du SRAS-CoV-2.

Soit al. étudier les effets antigrippaux de la baicaline, une flavone glycosyloxy qui est le 7-O-glucuronide de la baicaléine, dans le modèle in vitro et in vivo de l'infection par le virus de la grippe A. Le facteur 6 associé au récepteur du TNF (TRAF6) est un médiateur efficace dans la voie de signalisation de la production d'IFN. La surexpression de TRAF6 entraîne une production accrue d'IFN de type I [54]. Les microARN (miARN) sont de petites molécules qui contrôlent la régulation des gènes après la transcription [92]. miR-146a s'est avéré avoir un rôle régulateur dans l'inflammation [93]. miR-146a pourrait améliorer la réplication de H1N1 et H3N2 grâce à la régulation à la baisse de TRAF6. La baicaline (20 ug/mL) a indiqué une réduction significative de l'expression de miR-146a, du NP viral, des niveaux de protéines Ml, du titre viral, ainsi qu'une augmentation du taux de survie des souris [54]. Dans une autre étude, Nayak et ses collègues ont représenté l'activité anti-virus de la grippe (H1N1-pdm09) de la baicaline en régulant la protéine virale NS1, entraînant une régulation à la hausse du facteur de régulation de l'interféron 3 (IRF-3), IFN - , et IFN- . Cette régulation à la hausse de l'IFN a diminué la réplication virale, ce qui pourrait réduire l'expression des transcrits viraux et des cytokines pro-inflammatoires, notamment l'IL-8 et le TNF-x [55].

Ding et al. ont conçu une étude pour étudier les effets de l'hespéridine, un glycoside de flavanone, dans les lésions pulmonaires induites par le virus de la grippe A (H1N1) chez les rats mâles. Les résultats ont montré que l'hespéridine atténuait les lésions pulmonaires en diminuant la production de cytokines pro-inflammatoires, notamment l'IFN-, le TNF-x et l'IL-6, en supprimant les voies de signalisation MAPK. L'hespéridine a également diminué l'IFN- dans les cellules endothéliales microvasculaires pulmonaires infectées par le H1N1 [94]. Dans une autre étude de Kim et al. l'isoquercétine a efficacement atténué les lésions pulmonaires induites par le virus H1N1 chez la souris en réduisant l'IFN-, l'iNOS, le RANTES, les titres viraux, la bronchite virale et la bronchiolite [79].

L'oroxyline A (OA) d'Oroxylum Indicum(L.)Kurz a empêché les lésions pulmonaires induites par le virus de la grippe A H1NI chez la souris via une régulation à la hausse de l'IFN- et de l'IFN- 【52】. La wogonine, un autre flavonoïde isolé de Scutellaria baicalensis Georgi, a présenté une activité anti-grippale significative par régulation des voies AMPK. La wogonine a également augmenté la régulation des molécules en aval IFN-, IFN-λl et IFN, y compris le gène A de résistance au myxovirus (MxA) et la 2-5' oligoadénylate synthétase (OAS), dans les cellules infectées par MDCK et A549 [95].

2.2.2. Effet sur les cytokines pro-inflammatoires (TNF, IL et MCP)

Les CoV contiennent des cadres de lecture ouverts qui codent quelques protéines accessoires. Il a été démontré que ces protéines accessoires modulent les voies inflammatoires telles que la signalisation IFN et les cytokines pro-inflammatoires [96]. Il a été élucidé que le pronostic du COVID-19 pourrait être aggravé par la sécrétion de cytokines pro-inflammatoires, notamment les interleukines, l'IFNy et le TNF- [97]. Blanco-Mello et al. ont indiqué qu'une réponse immunitaire inappropriée pourrait favoriser la réplication du virus et les complications dues aux types graves de COVID-19 [98]. Ruan et al. ont également montré qu'une élévation des cytokines inflammatoires telles que l'IL -6 est associée au SDRA, à l'insuffisance respiratoire et aux résultats cliniques indésirables [99]. L'insuffisance respiratoire causée par des lésions pulmonaires est le résultat de la surproduction de cytokines pro-inflammatoires après l'infiltration de cellules immunitaires dans les poumons [100]. La tempête de cytokines est une réponse inflammatoire systémique associée à un large éventail de facteurs tels que les infections et certains médicaments. Plusieurs études ont montré un lien significatif entre la tempête de cytokines, une inflammation sévère et une défaillance multiviscérale chez les patients COVID-19 [101-103]. La reconnaissance du virus SARS-CoV-2 avec les systèmes immunitaires innés et adaptatifs pourrait entraîner l'activation et la production de cytokines inflammatoires. Selon des études récentes, les taux plasmatiques de cytokines pro-inflammatoires sont augmentés chez les patients COVID-19. Ces cytokines inflammatoires telles que TNF-, IL6, IL 2, IL-1, IL7, IL 10 et IL-18, ainsi que la protéine chimiotactique des monocytes-1(MCP-1 ), jouent un rôle central dans la progression pathologique et la gravité du COVID-19 par une augmentation de la charge virale, de la pneumonie, des lésions pulmonaires, des troubles neurologiques et de la mortalité [97,101].

Ces événements pourraient entraîner une défaillance multiviscérale et des lésions pulmonaires en tant que principale complication du SRAS-CoV-2 ; par conséquent, la modulation des cytokines pro-inflammatoires peut être considérée comme un objectif de traitement raisonnable dans le COVID-19. De plus, des effets anti-inflammatoires significatifs des flavonoïdes ont été démontrés dans de nombreuses études ; ainsi, ils peuvent être des composés prometteurs dans la lutte contre les complications liées à l'inflammation du COVID-19 [97].

Yang et al. ont prouvé l'effet protecteur de la 3-désoxysappanchalcone （30 μM） sur l'inflammation et l'apoptose induites par le virus de la grippe H1N1 in vitro en diminuant les taux d'IL-1 et d'IL-6 [68]. La baïcaleine, une flavone, et la biochanine A, une isoflavone O-méthylée, ont réduit l'expression des cytokines pro-inflammatoires dans les cellules A549 et les macrophages humains primaires dérivés de monocytes (MDM) infectés par les souches du virus de la grippe H5N1, ce qui pourrait empêcher l'activation de la voie inflammatoire et les lésions tissulaires [53]. Dans les cellules A549 et MDCK infectées par la grippe A, la baicaline, la forme glycosylée de la baicaléine (baicaléine-7-glucuronide), pourrait augmenter les niveaux d'IFN, entraînant une réduction de la production de cytokines pro-inflammatoires. Ainsi, IL-8 et TNF- étaient significativement plus faibles dans les cellules traitées à la baicaline par rapport aux cellules témoins non traitées [55].

Une étude in vitro a montré que des concentrations de 2,5, 5 et 10 ug/mL de CST, une diméthoxyflavone, ont un effet significatif sur l'atténuation de la voie de transduction du signal NF-kB dans les cellules THP-1 infectées par la grippe A (H1N1). Suite à l'inhibition de NF-kB, la production de cytokines pro-inflammatoires, notamment I-1, IL-8, IL-10 et TNF-, ainsi que la protéine liée à l'inflammation COX{{ 15}}, ont été supprimées par CST de manière dose-dépendante [59]. Dans une étude in vitro menée par Yonekawa et al. sur les propriétés antivirales de l'hespéridine et de la linarine, ces glycosides flavonoïdes ont inhibé la réplication virale R5-HIV-1-NL(AD8) dans les cellules CD4 plus NKT en augmentant la production de cytokines anti-inflammatoires, dont IL-2, IL-5 et IL-13. Il a été observé que l'effet stimulant de ces deux flavonoïdes dépend de manière critique de la fraction sucre car les aglycones (hespérétine et acacétine) n'ont pas montré une telle activité. De plus, la substitution méthoxy(-OCH3) au niveau du cycle B est essentielle pour l'activité stimulatrice de l'hespéridine et de la linarine sur les cellules CD4 plus NKT. Ils pourraient également induire la sécrétion de RANTES, MIP-1 et MIP-1 à partir de V61 plus exprimant des récepteurs de lymphocytes T qui ont ensuite supprimé la réplication virale dans les cellules CD4 plus NKT[104]. Kang et al. ont rapporté des effets antigrippaux de flavonoïdes purifiés de Pithecellobium clypearia Benth sur le modèle in vitro d'infection par le virus de la grippe A. Ces flavonoïdes purifiés ont supprimé la production d'IL-6 et de MCP-1 dans les cellules pulmonaires humaines A549 infectées par le H1N1-[105]. Mehrbod et al. ont étudié l'effet anti-inflammatoire de la quercétine-3-O- -L-rhamnopyranoside(Q3R), une flavone glycosylée, sur les cellules MDCK infectées par le virus de la grippe H1N1. Q3R à une concentration de 150 ug/mL a considérablement diminué le titre viral et augmenté la production d'IL-27, ce qui pourrait encore augmenter la sécrétion d'IL-10 par les cellules CD4 plus T et améliorer leur activité antivirale. D'autre part, O3R a supprimé la production de TNF- comme l'un des médiateurs inflammatoires importants provoquant la fièvre et déclenchant la voie pro-inflammatoire NF-kB, aggravant encore l'état des patients [106]. La triméthoxyflavone Santin a démontré une activité anti-grippale dans les cellules THP-1 et MDCK à une concentration de 60 μM. Le virus de la grippe A（H3N2） induit la production de cytokines pro-inflammatoires dans les cellules THP-1, entraînant une inflammation et des lésions pulmonaires [61]. Les cytokines anti-inflammatoires peuvent également être altérées lors de l'infection par le virus de la grippe. L'IL-10 est une cytokine anti-inflammatoire qui peut être induite par le virus de la grippe. IL-10 inhibe les lymphocytes T tueurs naturels invariants en régulant à la baisse la production d'IL-12 par les cellules dendritiques pulmonaires dérivées de monocytes[107]. Les niveaux d'IL-6, IL-8, IL-10, IL-1 et TNF- ont été significativement diminués dans le groupe traité par Santin grâce à la régulation négative des MAPK et du NF- voies de signalisation kB [61].

En plus de ce qui précède, la gallocatéchine-7-gallate, la génistéine et les théaflavines sont d'autres flavonoïdes ayant des effets modulateurs sur la production de cytokines pro-inflammatoires [58,76,108] ; ainsi, ces molécules semblent avoir un effet anti-inflammatoire souhaitable, utile pour contrôler l'inflammation liée à l'infection virale.

2.2.3.Effet sur les voies inflammatoires sous-cellulaires (NF-kB, PI3K/Akt et MAPK/JNK)

Lorsqu'un virus pénètre dans une cellule hôte, la cellule hôte reconnaît sa réplication via les récepteurs de reconnaissance de formes (PRR) [109]. La structure de l'ARN du virus est impliquée dans l'oligomérisation des PRR et l'activation des facteurs de transcription en aval, en particulier les facteurs de régulation de l'interféron (IRF) et le NF-kB. L'activation de NF-kB et des IRF entraîne l'engagement de la défense antivirale cellulaire par l'induction d'interférons de type I et I et la sécrétion de chimiokines [110].

Chiou et al. ont étudié les effets du 8-prénylkaempférol(8-PK) dans les cellules A549 infectées par le virus de la grippe A (H1N1). Les résultats ont montré que l'interférence avec la voie PI3K-Akt est le principal mécanisme de 8-PK conduisant à des effets protecteurs contre le virus de la grippe A.8-PK a diminué la translocation nucléaire de NF-kB et IRF-3 par atténuation de la phosphorylation d'Akt et de l'activité de PI3K. Enfin, avec une production réduite d'activation régulée, les cellules T normales sont exprimées et sécrétées (RANTES) par les cellules A549 infectées par le H1N1- [111]. Zhu et al. représenté cette autophagie induite par le virus de la grippe A (H3N2) dans les cellules infectées par A549 et Ana-1 via la suppression de la voie de signalisation mTOR. La baicaline pourrait augmenter la phosphorylation de mTOR et sauver les effets du virus H3N2 de manière dose-dépendante [112]. Dans une autre étude, la baicaline s'est avérée exercer une activité anti-virus de la grippe (H1N1-pdm09) par une régulation négative de la voie PI3k/Akt causée par la modulation de l'expression de la protéine virale NS1 55]. En outre, la biochanine A, une isoflavone O-méthylée, a indiqué des effets protecteurs sur les cellules infectées par le virus H5N1 de la grippe A via une diminution de la phosphorylation de AKT, ERK1/2, JNK et p38. Il pourrait également moduler les voies de signalisation cellulaire, diminuer IL-6, IL-8, CXCL10(IP-10), TNF- et améliorer les niveaux d'IkB [53].

CST a représenté des effets inhibiteurs sur le modèle in vitro d'infection par le virus de la grippe A par l'inhibition de la voie du signal NF-kB/p65, entraînant la régulation à la baisse des cytokines pro-inflammatoires. CST a également diminué les niveaux de phospho-p38 MAPK et phospho-JNK [59]. Dans une autre étude de Ding et al., l'administration d'hespéridine à des doses quotidiennes de 200 et 500 mg/kg pendant cinq jours pourrait inhiber l'inflammation pulmonaire dans les lésions pulmonaires induites par le virus de la grippe A (H1N1) chez le rat. Cet effet a été médié par l'atténuation de la production de cytokines pro-inflammatoires, y compris IL-6 et TNF-. L'hespéridine a également diminué l'expression de l'IL-6 et du TNF- dans les cellules endothéliales microvasculaires pulmonaires infectées par le H1N1 en inhibant les voies de signalisation MAPK [94]. En outre, des études ont suggéré que la voie de signalisation ERK était un modulateur principal de la voie de signalisation MAPK. L'isorham-nétine （50 μM）, une flavone monométhoxy, a diminué la phosphorylation de ERK dans les cellules MDCK après une infection par le virus de la grippe A(H1N1) [113]. Jeong et ses collègues ont étudié les effets cytotoxiques de la pyroxyline A et de la tectorigénine dans les cellules CHME5 et les macrophages humains primaires infectés par le VIH-1-D3. Ces flavonoïdes exercent leurs effets en réduisant la phosphorylation de PI3K, Akt, mTOR, PDK1, GSK-3 et Bad dans les cellules traitées au lipopolysaccharide/cycloheximide. Santin a supprimé la réplication du virus de la grippe A dans le MDCK et le THP-1 cellules infectées [114]. À la concentration de 60 uM, Santin a atténué la phosphorylation de p38 MAPK, ERK, JNK/SAPK et NF-kB[61].