Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Cellular Mechanism of Flavonoid Derivatives Inhibiting Dengue Virus Infectivity

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

กลไกการออกฤทธิ์ต่อต้านการติดเชื้อไวรัสเดงกี่ในระดับเซลล์ของอนุพันธ์ฟลาโวนอยด์

Year (A.D.)

2016

Document Type

Thesis

First Advisor

Siwaporn Boonyasuppayakorn

Faculty/College

Faculty of Medicine (คณะแพทยศาสตร์)

Degree Name

Master of Science

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Medical Science

DOI

10.58837/CHULA.THE.2016.1710

Abstract

Dengue virus infection is a global public health threat where specific treatment has not been established. Chrysin and flavanone derivatives were previously reported as potential anti-flaviviral inhibitors. We explored ten flavones, flavanones, chalcone, and anthraquinone derivatives that extracted and modified from natural products.Two chrysin derivatives showed inhibitory effects against DENV1-4 and ZIKV SV0010/15 infectivities with the EC50 values of 2.30±1.04, 1.47±0.86, 2.32±1.46, 1.78±0.72 and 1.65±0.86 µM of FV13 and 2.30±0.92, 2.19±0.31, 1.02±0.31, 1.29±0.60 and 1.39±0.11 µM of FV14 respectively. The CC50s to LLC/MK2 of FV13 and FV14 were 44.58±2.99 and 44.51±2.58 µM, respectively. Time of addition assay revealed that the primary target was at early after infection. We observed that the compound did not interfere with the viral attachment, but rather showed its highest efficacy at post-attachment with viral titer inhibition of 64.97±1.18% and viral RNA inhibition of 59.96±4.56%. To confirm the replication inhibition, we tested with BHK-21/DENV2 replicon cells. We found that viral replication inhibition of 10 µM FV13 was 75.38 ± 7.88 %. This report demonstrated for the first time as a potential candidates to inhibit the dengue and Zika infectivities with high efficacy at micromolar level that could be developed as a broad-spectrum anti-flaviviral drug. This study also provided insights in cellular toxicity, stability, and suggested possible drug targets for further optimization.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

ไวรัสเดงกี่เป็นไวรัสชนิดหนึ่งที่ทำให้เกิดโรคไข้เลือดออก ซึ่งถือเป็นปัญหาสาธารณสุขทั่วโลกและประเทศไทย ถึงแม้ว่าในปัจจุบันจะมีวัคซีนต้านไวรัสเดงกี่ แต่ด้วยราคาและข้อกำหนดการให้วัคซีนยังมีข้อจำกัดอยู่มาก จึงทำให้การศึกษาหายาต้านไวรัสเพื่อใช้ในเชิงการรักษาเพิ่มมากขึ้น โดยงานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาค้นคว้าหาสารประกอบในกลุ่มฟลาโวนอยด์ที่มีประสิทธิภาพสูงต่อการต้านไวรัสเดงกี่ทั้ง 4 ซีโรไทป์และไวรัสซิก้า อีกทั้งศึกษากลไกการออกฤทธิ์ต่อวงจรชีวิตของไวรัสเดงกี่ โดยจากการศึกษาฤทธิ์การยับยั้งไวรัสเบื้องต้น พบว่า มีสารประกอบสองชนิดจากสิบชนิดที่มีเปอร์เซ็นต์การยับยั้งไวรัสมากกว่า 90 คือ สารประกอบไคซิน-โบรมีน (6,8-dibromo-5,7-dihydroxyflavone, FV13) และ สารประกอบไคซิน-ไอโอดีน (6,8-diiodo-5,7-dihydroxyflavone, FV14) จึงนำไปศึกษาประสิทธิภาพ (EC50) ต่อไวรัสเดงกี่ซีโรไทป์ที่ 1-4 และไวรัสซิก้า สายพันธุ์ sv0010/15 ซึ่ง ค่าประสิทธิภาพ (EC50) ของ FV13 เท่ากับ 2.30±1.04, 1.47±0.86, 2.32±1.46, 1.78±0.72 และ 1.65±0.86 ไมโครโมลาร์ และค่าประสิทธิภาพ (EC50) ของ FV14 เท่ากับ 2.30±0.92, 2.19±0.31, 1.02±0.31, 1.29±0.60 และ 1.39±0.11 ไมโครโมลาร์ ตามลำดับ โดยสารประกอบ FV13 และ FV14 มีค่าความเข้มข้นของสารที่มีความเป็นพิษต่อเซลล์ร้อยละ 50 (CC50) เท่ากับ 44.58 ± 2.99 และ 44.51 ± 2.58 ไมโครโมลาร์ ตามลำดับ และเนื่องจากสารประกอบทั้งสองเป็นไคซิน-ฮาโลเจน จึงเลือกศึกษา กลไกการออกฤทธิ์ของสารประกอบ FV13 ที่ความเข้มข้น 10 ไมโครโมลาร์ เป็นตัวแทนของสารประกอบฮาโลเจนต่อไวรัสเดงกี่ ซีโรไทป์ที่ 2 ซึ่งพบว่า สารประกอบมีการออกฤทธิ์ในช่วงต้นของวงจรชีวิตไวรัส โดยจากการทดสอบเพื่อหาเป้าหมายของสารพบว่า สารประกอบ FV13 มีผลยับยั้งไวรัสหลังจากที่ไวรัสจับกับตัวรับบนผิวเซลล์ไปแล้ว โดยมีเปอร์เซ็นต์การยับยั้งอนุภาคไวรัส เท่ากับ 64.97±1.18% และยับยั้งอาร์เอ็นเอของไวรัส เท่ากับ 59.96±4.56% อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ซึ่งสามารถยืนยันได้จากการทดสอบในเซลล์ที่มีการแสดงออกของอาร์เอ็นเอของไวรัส พบว่าสารประกอบ FV13 มีเปอร์เซ็นต์การยับยั้งการเพิ่มจำนวนของอาร์เอ็นเอของไวรัส เท่ากับ 75.38 ± 7.88% โดยเทียบเท่ากับไรบาวิริน ซึ่งเป็นยาต้านไวรัสที่มีฤทธิ์ในการแทรกแซงการสังเคราะห์ RNA มีค่าเท่ากับ 75.80 ± 8.62% ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงเป็นงานวิจัยแรกที่ค้นพบว่า สารประกอบไคซิน-ฮาโลเจน เป็นสารประกอบที่มีประสิทธิภาพสูงในการต้านไวรัสเดงกี่และไวรัสซิก้า โดยออกฤทฺธิ์ต่อการเพิ่มจำนวนของไวรัส ซึ่งเป็นสารที่เหมาะสมแก่การนำไปพัฒนาโครงสร้างและการออกฤทธิ์เพื่อเป็นยาต้านไวรัสต่อไปในอนาคต

Link to Full Text

Share

COinS