(SARS-CoV-2 nanotraps-Immagine per gentile concessione di Chen e Rosenberg et al.).
I ricercatori dell’Università di Chicago hanno progettato un potenziale trattamento completamente nuovo per COVID-19: nanoparticelle che catturano i virus SARS-CoV-2 all’interno del corpo e quindi utilizzano il sistema immunitario del corpo per distruggerli.
I risultati dello studio sono stati pubblicati il 19 aprile sulla rivista Matter.
“Dall’inizio della pandemia, il nostro team di ricerca ha sviluppato questo nuovo modo per trattare COVID-19”, ha detto il Prof. Jun Huang della Pritzker School of Molecular Engineering, il cui laboratorio ha guidato la ricerca. “Abbiamo eseguito test rigorosi per dimostrare che queste nanotrappole funzionano e siamo entusiasti del loro potenziale”.
Progettare la trappola perfetta per SARS-CoV-2
Per progettare il nanotrap, il team di ricerca, guidato dallo studioso post-dottorato Min Chen e dalla studentessa laureata Jill Rosenberg, ha esaminato il meccanismo utilizzato da SARS-CoV-2 per legarsi alle cellule: una proteina simile a un picco sulla sua superficie che si lega a una cellula umana, la proteina del recettore ACE2.
Per creare una trappola che si legasse al virus allo stesso modo, i ricercatori hanno progettato nanoparticelle con un’alta densità di proteine ACE2 sulla loro superficie. Allo stesso modo, hanno progettato altre nanoparticelle con anticorpi neutralizzanti sulle loro superfici. (Questi anticorpi vengono creati all’interno del corpo quando qualcuno è infetto e sono progettati per attaccarsi al coronavirus in vari modi).
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Una volta che lo pseudovirus si è legato alla nanoparticella, che nei test ha impiegato circa 10 minuti dopo l’iniezione, le nanoparticelle hanno utilizzato una molecola che chiama i macrofagi del corpo per inghiottire e degradare la nanotrappola. I macrofagi generalmente mangiano le nanoparticelle all’interno del corpo, ma la molecola della nanotrap accelera il processo. Le nanoparticelle sono state eliminate e degradate entro 48 ore.
I ricercatori hanno anche testato le nanoparticelle con uno pseudovirus in un sistema di perfusione polmonare ex vivo – un paio di polmoni donati e mantenuti in vita con un ventilatore – e hanno scoperto che bloccavano completamente l’infezione nei polmoni. Hanno anche collaborato con i ricercatori dell’Argonne National Laboratory per testare le nanotraps con un virus vivo (piuttosto che uno pseudovirus) in un sistema in vitro.Hanno scoperto che il loro sistema ha inibito il virus 10 volte meglio degli anticorpi neutralizzanti o dell’ACE2 solubile da solo.
Un potenziale trattamento futuro
Successivamente i ricercatori sperano di testare ulteriormente il sistema, inclusi più test con un virus vivo e sulle numerose varianti di SARS-CoV-2.
“Le nanotraps”, ha detto Rosenberg. “sono così potenti perchè facilmente modulabili. Possiamo cambiare diversi anticorpi o proteine o prendere di mira diverse cellule immunitarie, in base a ciò di cui abbiamo bisogno con nuove varianti “. Le nanotraps possono essere conservate in un congelatore standard e alla fine potrebbero essere somministrate tramite uno spray intranasale, che le posizionerebbe direttamente nel sistema respiratorio e le renderebbe più efficaci.
I ricercatori dicono che è anche possibile farle fungere da vaccino ottimizzando la formulazione. “Questo approccio all’ingegneria dei nanomateriali fornisce una piattaforma versatile per eliminare i virus e apre la strada alla progettazione di vaccini e terapie di prossima generazione”, ha detto il coautore Jiuyun Shi. “Questo è il punto di partenza”, ha detto Huang. “Vogliamo fare qualcosa per aiutare il mondo”.
La ricerca ha coinvolto collaboratori di tutti i dipartimenti, inclusi chimica, biologia e medicina. Altri autori dell’articolo includono Xiaolei Cai, Andy Chao Hsuan Lee, Jiuyun Shi, Mindy Nguyen, Thirushan Wignakumar, Vikranth Mirle, Arianna Joy Edobor, John Fung, Jessica Scott Donington, Kumaran Shanmugarajah, Yiliang Lin, Eugene Chang, Glenn Randall, Pablo Penaloza-MacMaster, Bozhi Tian e Maria Lucia Madariaga.
Fonte:newsUChicago
