研究者は、コロナウイルス疾患2019（COVID-19）を引き起こす重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2（SARS-CoV-2）と名付けられた新規なコロナウイルスに関する世界的なパンデミックを認識している。それは、世界的に罹患率および死亡率の深刻な主要な原因となっている（Wang et al 2020年;Wu et al 2020）。

抗ウイルス薬の提供における進歩にもかかわらず、現在、COVID-19の予防／管理／治療のための有効な治療法は承認されていない。したがって、理想的な結果を得るために、新たな、安全で、より効果的な治療法を発見する切実な必要性が存在する。また、COVID-19感染症の伝染性と蔓延性を考慮すると、新規な治療法を提供することに大きな関心が寄せられている。

したがって、天然物は、ウイルスの侵入、ゲノム放出過程、遺伝子発現、および複製のようなウイルス感染のいくつかの側面に干渉することにより、有望な抗ウイルス効果を有する（Pour, Fakhri, Asgary, Farzaei, & Echeverria, 2019）。

加えて、いくつかの報告は、COVID-19の病因および合併症の引き金となる酸化ストレス、炎症、アポトーシス、オートファジーの決定的な役割を示唆している。したがって、抗炎症作用、抗酸化作用、抗アポトーシス作用、オートファジーの改善作用を有する新規な治療法を提供することは、COVID-19の進行を予防する上でありがたいことである。

さらに、過去のSARS-CoVやインフルエンザなどのウイルス感染症の間、天然由来の薬用植物は、ウイルス感染症の対策に広く使用されてきた（Ang, Lee, Choi, Zhang, & Lee, 2020）。アスタキサンチン（3,3′-ジヒドロキシ-β,β-カロテン-4,4′-ジオン）は、分子標的の多量体への作用を介して幅広い健康促進特性を有するケトカロテノイドである（Fakhri, Yosifova Aneva, Farzaei, & Sobarzo-Sánchez, 2019）。

メカニズムの観点から、抗酸化、抗炎症、抗アポトーシス、およびオートファジー修飾活性を考慮すると（Fakhri, Dargahi, Abbaszadeh, & Jorjani, 2019; Heidari Khoei et al 2019）、アスタキサンチンは、COVID-19の合併症を緩和する上で大きな可能性を強調している。

アスタキサンチンは、細胞膜の二重層に容易に通過して定着する可能性のある極性-非極性-極性構造を有する脂質可溶性カロテノイドである。アスタキサンチンの構造の極性帯が細胞膜内外のフリーラジカルをスカベンジするのに対し、そのポリエン鎖は細胞膜内のラジカルを捕捉する（Augusti et al 2012）。

この効果は、ビタミンEのような他の抗酸化物質よりも数倍高いことがわかっている（Heidari Khoei et al 2019; Østerlie, Bjerkeng, & Liaaen-Jensen, 2000; Shimidzu, Goto, & Miki, 1996）。薬理学的メカニズムの観点から、アスタキサンチンは、膜の流動性を低下させ、核内因子エリスロイド2関連因子2（Nrf2）／ヘムオキシゲナーゼ-1（HO-1）経路の活性化を増加させた（Wu er al)。

この経路は、順に、カタラーゼ（CAT）、スーパーオキシドジスムターゼ（SOD）、ペルオキシダーゼ、チオバルビツール酸反応性物質（TBARS）、NAD(P)Hキニーネオキシドレダクターゼ-1（NQO-1）グルタチオン-S-トランスフェラーゼ-α1（GST-α1）を含む抗酸化酵素を上昇させる（Fakhri, Abbaszadeh, Dargahi, & Jorjani, 2018）。

アスタキサンチンはまた、スーパーオキシドラジカル、二酸化窒素ラジカル、細胞質カルシウム（Otton et al 2010）、活性酸素種（ROS）、ミエロペルオキシダーゼ（MPO）、および他の酸化メディエーター、ならびに脂質過酸化に対して潜在的な抑制効果を示した（Campoioio, Oliveira, & Otton, 2011; Kamath, Srikanta, Dharmesh, Sarada, & Ravishankar, 2008）。すべての報告は、COVID-19との戦いで有望な候補となり得るスーパー抗酸化物質としてアスタキサンチンを導入するための道を歩んでいる。

アスタキサンチンは、潜在的な抗炎症効果を適用するためにいくつかのメカニズムを採用したマルチターゲットエージェントである。例えば、アスタキサンチンは、N-メチル-D-アスパラギン酸受容体サブタイプ2B（NR2B）、腫瘍壊死因子-α（TNF-α）、p-p38マイトジェン活性化プロテインキナーゼ（MAPK）の発現を低下させた（Fakhri. Dargahi, Abbaszadeh, & Jorjani, 2018）、p-細胞外シグナル調節キナーゼ（p-ERK）／ERK、および炎症を調節するためのp-Akt／Aktの増加（Fakhri, Dargahi, er al)。 , 2019).

アスタキサンチンはまた、核内因子-κB（NF-κB）およびインターロイキン（IL）-6、IL-1β、マトリックスメタロプロテアーゼ（MMP-9）を含むダウンストリームメディエーターも抑制した（Bhuvaneswari, Yogalakshmi, Sreeja, & Anuradha, 2014; Speranza et al 2012）、一酸化窒素（NO）、およびシクロオキシゲナーゼ-2（COX-2）（Choi, Park, Choi, & Chang, 2008）。また、アスタキサンチンのホスホイノシチド3-キナーゼ(PI3K)/Akt、ERK/MAPK、およびアップストリームマクロファージ遊走阻害因子(MIF)に対するモジュレーション効果は、その抗炎症作用に関しても示されている(Fakhri, Abbaszadeh, et al 2018)。

インターフェロン刺激応答エレメント（ISRE）の開始におけるヤヌスキナーゼ／シグナル伝達物質および転写活性化因子（JAK／STAT）の役割を考慮すると、この経路を減衰させることは、COVID-19で発生する炎症を防止する上で極めて重要な役割を果たすであろう。これに関連して、アスタキサンチンのJAK2/STAT3に対する阻害効果が明らかにされている（Kowshik et al 2014）。すべての薬理学的および機械論的証拠は、アスタキサンチンがCOVID-19の破壊的な炎症性経路その後関連する合併症に対して使用されるための明るい未来を確認している。

成長している証拠はまた、アスタキサンチンの治療効果とその抗アポトーシス特性（Fakhri、Yosifova Aneva、他、2019）の間の正確な関連付けを行っている。アスタキサンチンは、Bax/Bcl-2、およびカスパーゼ-3/9を阻害することにより、抗アポトーシス効果を発揮した（Masoudi et al 2017）。アスタキサンチンはまた、PI3K/Akt経路を介してアポトーシスを減少させ、関連する副作用を克服した（Wang, Cai, & Wen, 2016）。

また、Liuらは、アスタキサンチンの活性酸素、チトクロムC放出、ミトコンドリア膜電位、アポトーシスの減少に対する改善効果を示した（Liu, Shibata, Hisaka, & Osawa, 2009）。したがって、活性酸素を介したアポトーシスは、いくつかの臓器障害の進行を予防するためのアスタキサンチンの有望なターゲットとなり得る。

さらに、アスタキサンチンは、p-p38MAPK、カスパーゼ、ポリADPリボースポリメラーゼを抑制することで、ミトコンドリア機能障害や6-ヒドロキシドパミン(6-OHDA)誘発アポトーシスを抑制することが示唆されている(Ikeda et al 2008)。アスタキサンチンは、COVID-19の間にアポトーシスイベントに対抗するための縁起の良い抗アポトーシス剤として導入される可能性がある。

細胞のタイプIIプログラムされた死として、オートファジーは、マイクロオートファジー、マクロオートファジー、およびシャペロン媒介オートファジーを含む未使用の細胞成分を、分解する。オートファジーは両刀使いとして作用するため、その調節が非常に重要であることは注目に値する。LC3、Beclin、およびオートファジー関連タンパク質（Atg）を含む様々なオートファジーメディエーターは、PI3K/Akt/ラパマイシン標的（mTOR）、c-Jun N末端キナーゼ（JNK）、AMPK、およびp38MAPKによって影響を受ける（Kim & Kim, 2019）。

COVID-19はオートファジーを阻害し、臓器障害を引き起こす。COVID-19は、いくつかのシグナル伝達経路によって制御されているため、オートファジーを標的とすることは非常に重要である。アスタキサンチンは、オートファジーに関連したCOVID-19の合併症を軽減するために、前述のシグナル伝達経路を調節する効果を示している。

アスタキサンチンは、mTOR阻害を介してオートファジーを活性化するためにAMPKをリン酸化／活性化する（Yang et al 2018）。アスタキサンチンのオートファジーに対する効果に対するPI3K/Aktの媒介的役割のうち、それはAktを調節し、Akt/mTOR経路を介してオートファジーを誘導した。

また、アスタキサンチンは、PPAR-γを阻害する一方で、ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体（PPAR）-αを活性化し、オートファジーを調節した（Jia, Wu, Kim, Kim, & Lee, 2016）。Liらによる別の研究では、アスタキサンチンはJNKをブロックし、それによって自己免疫性肝炎の生体内試験（in vivo）モデルにおいてオートファジーを調節した（Li, Xia, er al)。 一方、アスタキサンチンによる治療は、LC3およびBeclin1を減少させ、MAPKを修飾することによりオートファジーを阻害し、オートファジーに対する修飾効果を確認するために、状況に依存する（Kim & Kim, 2019; Li, Wang, et al, 2015）。

アスタキサンチンは、メタボリックシンドローム、アテローム性動脈硬化症、認知機能障害、筋肉障害、視覚疲労、および皮膚疾患の治療のための関連臨床試験で既に使用され、希望に満ちた結果が得られていることは注目に値する。投与量は、安全性の懸念がない2〜24mg/日の範囲であることが示されている（Brendler & Williamson, 2019; Williamson, Liu, & Izzo, 2020）。したがって、COVID-19との闘いにおけるアスタキサンチンの可能性を評価するために、臨床試験も必要である。