Immagine: nelle colture cellulari analizzate nel presente studio, hrsACE2 ha inibito il carico di coronavirus di un fattore di 1.000-5.000. Credito: IMBA / Tibor Kulcsar
Con il mondo attanagliato dalla pandemia di COVID-19 causata da SARS-CoV-2, c’è una corsa frenetica alla ricerca di un farmaco efficace per curare la malattia.
I ricercatori dell’Università della British Columbia, in collaborazione con altri, hanno trovato un farmaco sperimentale che può inibire il virus SARS-CoV-2 e impedirgli di infettare le cellule ospiti. Il loro studio intitolato “Inhibition of SARS-CoV-2 infections in engineered human tissues using clinical-grade soluble human ACE2”, è stato pubblicato nell’ultimo numero della rivista Cell.
Quali sono i punti salienti dello studio?
Ad oggi, 6 aprile 2020, il virus ha colpito 1.341.907 individui in tutto il mondo e ucciso 74.476. Molte di queste morti sono state causate da gravi lesioni polmonari. Il Dr. Josef Penninger, leader dello studio e il suo team stanno lavorando su come inibire la capacità di SARS-CoV-2 di infettare le cellule ospiti umane. Scrivono che nel loro precedente studio avevano spiegato il meccanismo di infezione causato da questo virus e in che modo il recettore dell’enzima 2 di conversione dell’angiotensina (ACE2) svolge un ruolo vitale nell’infezione. L’enzima ACE2 ha la capacità di proteggere i polmoni dalle lesioni causate dal virus. Ciò ha anche fornito una spiegazione in merito al grave danno polmonare, insufficienza respiratoria, reni e vasi sanguigni ed eventuale morte osservata in alcune persone. Il team ha scritto che il recettore ACE2 e l’interazione SARS-CoV-2 potrebbero essere una delle aree critiche per i bersagli farmacologici poiché questo è vitale per il virus per infettare le cellule ospiti umane. Essi ipotizzano che ACE2 solubile ricombinante umano (hrsACE2) potrebbe essere vitale per bloccare l’invasione della cellula ospite da parte del SARS CoV-2.
Penninger, Professore alla facoltà di medicina della UBC, Direttore del Life Sciences Institute e del Canada 150 Research Chair in Functional Genetics presso la UBC, ha dichiarato: “Speriamo che i nostri risultati abbiano implicazioni per lo sviluppo di un nuovo farmaco per il trattamento di questo pandemia senza precedenti “. Ha aggiunto: “Questo lavoro nasce da una straordinaria collaborazione tra ricercatori e aziende accademiche, tra cui il gruppo gastrointestinale del Dr. Ryan Conder presso STEMCELL Technologies a Vancouver, Nuria Montserrat in Spagna, i Dott. Haibo Zhang e Art Slutsky da Toronto e in particolare la biologia infettiva di Ali Mirazimi in Svezia, che ha lavorato instancabilmente giorno e notte per settimane per comprendere meglio la patologia di questa malattia e fornire opzioni terapeutiche rivoluzionarie “.
Che cosa è stato fatto?
Penninger e il suo team dell’Università di Toronto e dell’Istituto di biologia molecolare di Vienna hanno cercato di trovare il legame tra malattie cardiovascolari, danni ai polmoni e proteine. Hanno spiegato che al momento non esistono farmaci antivirali in grado di uccidere definitivamente il virus e questo nuovo approccio potrebbe essere l’unica opzione.
“Speriamo che i nostri risultati abbiano implicazioni per lo sviluppo di un nuovo farmaco per il trattamento di questo pandemia senza precedenti”, dice il ricercatore.
Art Slutsky, uno scienziato del Keenan Research Center for Biomedical Science del St. Michael’s Hospital e Professore all’Università di Toronto, che ha fatto parte di questo studio, ha spiegato: “Il nostro nuovo studio fornisce prove dirette della necessità di un farmaco – – APN01 (enzima solubile ricombinante umano convertente l’angiotensina 2 – hrsACE2) – presto testato negli studi clinici dalla società biotecnologica europea Apeiron Biologics, è utile come terapia antivirale per COVID-19 “.
APN01 è un enzima di conversione dell’angiotensina umana ricombinante 2 (rhACE2) in fase di sviluppo clinico di fase 2 in ALI (lesioni polmonari acute) e PAH (ipertensione arteriosa polmonare). Recentemente, ACE2 ha dimostrato di essere il recettore di ingresso cellulare per il nuovo coronavirus SARS-CoV-2. Pertanto APEIRON Biologics AG. ha ora avviato uno studio clinico di fase II in Austria, Germania e Danimarca per il trattamento di COVID-19 e sta pianificando uno studio clinico in Cina su pazienti infetti da SARS-CoV-2.
Per questo studio, il team ha utilizzato organoidi ingegnerizzati biomedicamente in laboratorio che imitavano i vasi sanguigni e i reni umani. Questi sono essenzialmente gruppi di cellule che agiscono come l’intero organo all’interno del corpo umano e sono coltivati da cellule staminali umane. Su questi organoidi, il team ha quindi utilizzato hrsACE2 e ha scoperto che poteva impedire l’ingresso del coronavirus nelle cellule ospiti. “La diminuzione della carica virale che colpisce le cellule ospiti è stata di un fattore di 1.000-5.000”, hanno scritto.
Núria Montserrat, Professore dell’ICREA presso l’Istituto di bioingegneria della Catalogna in Spagna, parte del team, ha aggiunto: “L’uso di organoidi ci consente di testare in modo molto agile i trattamenti che sono già in uso per altre malattie o che sono vicini all’essere convalidati. In questi momenti in cui il tempo è breve, gli organoidi umani riducono il tempo che sarebbe necessario per testare un nuovo farmaco nell’ambiente umano“.
Per questo studio, i ricercatori hanno utilizzato un paziente svedese che era risultato positivo a COVID-19 all’inizio di febbraio 2020. Il virus SARS-CoV-2 è stato isolato dai campioni rinofaringei del paziente. Hanno sviluppato il virus nelle cellule Vero E6 e hanno esaminato la sua sequenza genetica usando il sequenziamento di nuova generazione (numero di accesso Genbank MT093571).
Cosa è stato trovato?
I ricercatori hanno scritto: “In questo studio di livello clinico mostriamo che hrsACE2 ha inibito il carico di coronavirus di un fattore di 1.000-5.000 nelle cellule Vero E6“. Hanno aggiunto che l’uso di un equivalente di rsACE2 di topo sulle cellule non ha avuto un tale effetto inibitorio del virus sugli organoidi umani.
Hanno scritto gli autori: “hrsACE-2 può inibire l’infezione da SARS-CoV-2 in modo dose-dipendente hrsACE2 è già stato sottoposto a test clinici di fase 1 e fase 2 e viene preso in considerazione per il trattamento di COVID-19”.
Conclusioni e implicazioni:
Penninger ha aggiunto: “Il virus che causa COVID-19 è uno stretto fratello del primo virus SARS. Il nostro precedente lavoro ha contribuito a identificare rapidamente ACE2 come porta d’ingresso per SARS-CoV-2 e spiega molto sulla malattia. Ora sappiamo che una forma solubile di ACE2 che cattura il virus potrebbe essere davvero una terapia molto razionale che mira specificamente alla porta che il virus deve prendere per infettarci. C’è speranza per sconfiggere questa orribile pandemia”.
Il team conclude che non si può prevedere se gli effetti di hrsACE2 rimarranno gli stessi per tutto il decorso della malattia. “Quello che si può vedere è la prevenzione dell’infezione delle cellule ospiti da parte del virus“, hanno scritto. Avvertono anche che questo studio non ha testato l’effetto del farmaco di prova sugli organoidi polmonari e poiché i polmoni sono uno dei principali organi che sono danneggiati, lo studio necessita di ulteriori esplorazioni. Inoltre, sono necessari studi sull’uomo per vedere l’effetto del farmaco sui pazienti reali di COVID-19. Concludono: “Per affrontare questi problemi, sono necessari ulteriori studi per illuminare l’effetto di hrsACE2 nelle fasi successive dell’infezione in vitro e in vivo”.
Lo studio è stato finanziato dal Governo federale canadese.
