COVID-19-Immagine Credit Public Domain-
E se prevenire malattie respiratorie come COVID-19 e l’influenza potesse essere facile con una rapida spruzzata di spray nasale ogni mattina?
Numerosi batteri e virus, compresi quelli che causano COVID-19 e influenza, entrano nel corpo attraverso i polmoni quando le persone respirano, causando malattie. Gli ingegneri della Johns Hopkins hanno creato sottili fili di molecole chiamate filamenti supramolecolari che sono progettati per essere spruzzati nel naso e bloccare l’ingresso di quei virus dannosi nei polmoni.
“L’idea è che i filamenti funzionino come una spugna per assorbire il virus SARS-CoV-2 che causa COVID-19 e altri virus prima che abbiano la possibilità di legarsi alle cellule delle nostre vie respiratorie. Anche se la terapia può bloccare il virus solo per un’ora o due, può essere utile quando le persone devono trovarsi in un ambiente pubblico”, ha affermato il leader del gruppo di ricerca Honggang Cui, ricercatore principale presso l’Institute for NanoBioTechnology e Professore associato di ingegneria chimica e biomolecolare presso la Johns Hopkins Whiting School of Engineering.
I risultati dello studio sono apparsi di recente su Matter e il lavoro è stato svolto grazie alla collaborazione con Hongpeng Jia, assistente Professore di chirurgia e altri ricercatori della Johns Hopkins School of Medicine.
La chiave di questo approccio è il modo in cui i filamenti trasportano un recettore chiamato enzima di conversione dell’angiotensina-2 o ACE2. Questi recettori si trovano anche nelle cellule del rivestimento nasale, della superficie polmonare e dell’intestino tenue e hanno molti ruoli biologici, come la regolazione della pressione sanguigna e dell’infiammazione. Il nuovo coronavirus entra nei nostri corpi principalmente attraverso le interazioni con questo recettore. La caratteristica proteina spike del virus fa clic su questo recettore, proprio come una chiave che entra in una serratura, permettendogli di entrare nella cellula e replicarsi. Una volta che il virus è bloccato nella cellula, impedisce alla cellula di eseguire le sue normali funzioni, causando e esacerbando le infezioni.
I ricercatori sanno da tempo che l’aggiunta di ACE2 extra nelle vie aeree può bloccare l’ingresso del virus, impedendo essenzialmente al virus di legarsi con ACE2 nei polmoni. Tuttavia, poiché l’ACE2 ha funzioni biologiche , la semplice somministrazione di più ACE2 al corpo può avere complicazioni imprevedibili. Il filamento di nuova concezione del team di ricerca, chiamato fACE2, funge da sito di legame esca per il virus, con ogni filamento che offre diversi recettori a cui attaccare la proteina spike COVID-19 e silenzia le funzioni biologiche di ACE2 per evitare potenziali effetti collaterali.
“Il nostro piano è che questo venga il nuovo spray venga somministrato come spray nasale o orale, permettendogli di essere sospeso nei polmoni o di depositarsi sulla superficie delle vie respiratorie e dei polmoni. Quando una persona respira, il virus SARS-CoV-2 verrà ingannato e si legherà al recettore dell’esca e non ai recettori ACE2 sulle cellule”, ha spiegato Cui.
E poiché i filamenti attirano la caratteristica proteina spike di SARS-CoV-2, i ricercatori prevedono che dovrebbe funzionare altrettanto bene su qualsiasi variante attuale o futura.
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Il team ha testato il suo design su modelli murini e ha scoperto che il loro filamento non solo era presente nei polmoni dei roditori fino a 24 ore dopo, ma non ha nemmeno provocato alcuna infiammazione o danno evidente alle strutture polmonari, suggerendo che fACE2 è sicuro e potrebbe essere trattenuto nei polmoni per un periodo di tempo.
Sebbene l’approccio originale del team fosse quello di progettare una terapia preventiva, i ricercatori affermano che fACE2 potrebbe anche avere il potenziale per trattare le persone con infezioni da COVID-19 attive contrastando la replicazione dei virus appena acquisiti.
Immagine:Astratto grafico. Credito: Matter (2022). DOI: 10.1016/j.matt.2022.11.027-
“Pensiamo che fACE2 potrebbe essere utilizzato anche su altri virus respiratori che utilizzano il recettore ACE2 per infiltrarsi nelle cellule. Il design del filamento è versatile e può essere modificato per trasportare varie proteine terapeutiche che prendono di mira diversi recettori”, ha affermato Jia.
Fonte:Matter
