Immagine: Public Domain.
In un test di efficacia antivirale contro il virus SARS-CoV-2 che causa COVID-19, un estratto di alghe commestibili ha ampiamente superato Remdesivir, l’attuale antivirale standard utilizzato per combattere la malattia.
L’ Eparina, un comune fluidificante del sangue e una variante dell’ Eparina spogliata delle sue proprietà anticoagulanti, è stata considerata alla pari di Remdesivir nell’inibire l’infezione da SARS-CoV-2 nelle cellule di mammiferi.
Pubblicato online oggi su Cell Discovery, la ricerca è l’ultimo esempio di una strategia di esca che i ricercatori del Center for Biotechnology and Interdisciplinary Studies (CBIS) del Rensselear Polytechnic Institute stanno sviluppando contro virus SARS-CoV-2 che ha generato l’attuale crisi globale della salute.
La proteina spike sulla superficie di SARS-CoV-2 si aggancia al recettore ACE-2, una molecola sulla superficie delle cellule umane. Il virus inserisce il proprio materiale genetico nella cellula, dirottando i macchinari cellulari per produrre virus replicati. Ma il virus potrebbe altrettanto facilmente essere convinto a bloccarsi su una molecola esca che offre una soluzione simile. Il virus neutralizzato sarebbe intrappolato e alla fine si degraderebbe naturalmente.
Ricerche precedenti hanno dimostrato che questa tecnica di richiamo funziona intrappolando altri virus, tra cui dengue, Zika e virus dell’influenza A.
“Stiamo imparando come bloccare l’infezione virale e questa è la conoscenza di cui avremo bisogno se vogliamo affrontare rapidamente le pandemie”, ha dichiarato Jonathan Dordick, ricercatore capo e Professore di ingegneria chimica e biologica presso il Rensselaer Polytechnic Institute. “La realtà è che non abbiamo grandi antivirali. Per proteggerci dalle future pandemie, avremo bisogno di un arsenale di approcci che possiamo adattare rapidamente ai virus emergenti”.
Vedi anche: Creato in laboratorio un virus simile a SARS-CoV-2
Lo sgtudio pubblicato in Cell Discovery verifica l’attività antivirale in tre varianti di Eparina (eparina, eparina trisolfata e eparina a basso peso molecolare non anticoagulante) e due fucoidani (RPI-27 e RPI-28) estratti dalle alghe. Tutti e cinque i composti sono lunghe catene di molecole di zucchero note come polisaccaridi solfatati, una conformazione strutturale che i risultati di uno studio pubblicato all’inizio di questo mese hanno suggerito come esca efficace.
I ricercatori hanno eseguito uno studio sulla risposta alla dose noto come EC50, una scorciatoia per la concentrazione efficace del composto che inibisce il 50% dell’infettività virale, con ciascuno dei cinque composti sperimentati sulle cellule di mammifero. I risultati di EC50, che sono dati in una concentrazione molare, confermano che un valore più basso segnala un composto più potente.
L’RPI-27 ha prodotto un valore EC50 di circa 83 nanomolari, mentre un simile test in vitro indipendente precedentemente pubblicato su Remdesivir sulle stesse cellule di mammifero ha prodotto un EC50 di 770 nanomolari. L’ Eparina ha prodotto un EC50 di 2,1 micromolari, o circa un terzo attivo come Remdesivir, e un analogo non anticoagulante dell’eparina ha prodotto un EC50 di 5,0 micromolari, circa un quinto attivo come Remdesivir.
Un test separato non ha rilevato tossicità cellulare in nessuno dei composti, anche alle massime concentrazioni testate.
Ha affermato Robert Linhardt, Professore di chimica e biologia chimica Rensselaer che collabora con Dordick per sviluppare la strategia dell’esca: “Il pensiero attuale è che l’infezione COVID-19 inizia nel naso e una di queste sostanze potrebbe essere la base per uno spray nasale…”. Dordick ha aggiunto che i composti delle alghe “potrebbero servire come base per un approccio di somministrazione orale per affrontare la potenziale infezione gastrointestinale“.
Nello studio dei dati di sequenziamento SARS-CoV-2, Dordick e Linhardt hanno riconosciuto diversi motivi sulla struttura della proteina spike che promettevano un adattamento compatibile con l’ Eparina, un risultato confermato dallo studio di associazione. La proteina spike è fortemente incrostata nei glicani, un adattamento che la protegge dagli enzimi umani che potrebbero degradarla e la prepara a legarsi con un recettore specifico sulla superficie cellulare.
“È un meccanismo molto complicato di cui francamente non conosciamo tutti i dettagli, ma stiamo ottenendo ulteriori informazioni”, ha detto Dordick. “Una cosa che è diventata chiara con questo studio è che più grande è la molecola, migliore è l’adattamento. I composti più efficaci sono i polisaccaridi solfati più grandi che offrono un maggior numero di siti sulle molecole per intrappolare il virus”.
La modellistica molecolare basata sullo studio del legame ha rivelato siti sulla proteina spike in cui l’ Eparina è stata in grado di interagire, aumentando le prospettive di polisaccaridi solfati simili.
“Questa entusiasmante ricerca dei Professori Dordick e Linhardt è tra i numerosi sforzi di ricerca in corso presso il CBIS, così come altrove presso Rensselaer, per affrontare le sfide della pandemia di COVID-19 attraverso nuovi approcci terapeutici e il reinserimento di farmaci esistenti”, ha affermato il Direttore CBIS Deepak Vashishth.
“I polisaccaridi solfati inibiscono efficacemente SARS-CoV-2 in vitro” è stato pubblicato su Cell Discovery di Nature
Fonte: Nature
