¿Pueden Las’ Nanoesponjas ‘ Ayudar A Tratar A Los Pacientes Con Coronavirus?

author
7 minutes, 13 seconds Read
En esta ilustración, una nanoesponja recubierta con una membrana celular humana actúa como señuelo para evitar que un virus entre en las células

En esta ilustración, una nanoesponja recubierta con una membrana celular humana actúa como señuelo para prevenir a … virus de la entrada en células

adaptado de Nano Letras 2020, DOI10. 1021 / acs.nanolett.0c02278

Con la noticia de ayer en el Reino Unido de que la dexametasona esteroide, barata y ampliamente disponible, redujo significativamente las muertes en pacientes con coronavirus intubados y en aquellos que requieren oxígeno, tras la evidencia publicada el mes pasado de que el Remdesivir antiviral acortó el tiempo hasta la recuperación, la búsqueda de un medicamento o enfoque innovador que mejore la supervivencia antes de la aprobación de una vacuna viable sigue siendo ilusoria.

A esto se suma la posibilidad de que el virus mute, ya con múltiples cepas, la búsqueda de un nuevo enfoque sería ideal.

Ahora, los investigadores de UC San Diego han sido pioneros en una nueva vía para el tratamiento de infecciones utilizando «nanoesponjas», una tecnología que puede ser prometedora para el tratamiento de pacientes con SARS-CoV-2, el virus responsable de la Covid-19.

Su objetivo es utilizar nanoesponjas, polímeros biodegradables recubiertos con membranas celulares y 1000 veces más pequeños que el ancho de un cabello humano, como señuelo, evitando en última instancia que el coronavirus infecte las células humanas y luego se reproduzca.

Su investigación se publicó hoy en la Revista Nano Letters.

A diferencia de un medicamento antiviral que actúa apuntando e intentando detener el virus en sí, las nanoesponjas actúan como señuelo para proteger las células, de modo que el virus no pueda infectarlas. El virus se une a la nanoesponja, haciéndola ineficaz.

La razón para usar Nanoesponjas

Esta es la forma en que funciona: los investigadores crearon nanoesponjas diminutas que son polímeros biodegradables y los cubren con membranas o cubiertas que imitan las células humanas. De esta manera, el virus o incluso una toxina estarán interesados en unirse a su superficie. A diferencia de un virus que infecta células en el cuerpo que podrían multiplicarse y propagar la infección, el virus es engañado para infectar las nanoesponjas que luego son incapaces de multiplicarse, reduciendo la carga viral y, por lo tanto, la oportunidad de propagar una infección.

Un aspecto significativo de la investigación actual del SARS-CoV-2, explica Zhang, involucra enfoques para bloquear la interacción de la proteína espiga del SARS-CoV-2 con 2 receptores clave que le permiten unirse, ingresar e infectar células humanas: ACE2 y CD147.

» Tradicionalmente, los desarrolladores de medicamentos para enfermedades infecciosas profundizan en los detalles del patógeno para encontrar objetivos farmacológicos. Nuestro enfoque es diferente. Sólo necesitamos saber cuáles son las células objetivo. Y luego nuestro objetivo es proteger los objetivos mediante la creación de señuelos biomiméticos», dijo Liangfang Zhang, PhD, autor principal del estudio, Profesor del Departamento de Nanoingeniería, Director del Programa de Ingeniería Química de la Universidad de California en San Diego.

Zhang, que ha estado realizando investigaciones sobre nanoesponjas en los últimos 10 años, se dio cuenta de que cuando la pandemia de coronavirus comenzó a acelerarse, su tecnología podría tener el potencial de atacar el SARS-CoV-2.

Zhang fue capaz de diseñar con éxito 2 tipos de nanoesponjas utilizando membranas de células pulmonares humanas y glóbulos blancos especializados conocidos como macrófagos, cada uno recubierto con receptores ACE2 y CD147 e infectado por el virus SARS-CoV-2. Fueron capaces de desarrollar con éxito un señuelo de nanopartículas con los objetivos naturales del virus (ACE2 y CD147) para atraer al SARS-CoV-2 lejos de las células normales en cultivos celulares.

Sus resultados fueron bastante prometedores: las nanoesponjas demostraron ser bastante efectivas en el cultivo celular, reduciendo la infectividad del virus hasta en un 90%. Estos resultados se lograron en colaboración con los Laboratorios Nacionales de Enfermedades Infecciosas Emergentes (NEIDL, por sus siglas en inglés) de la Universidad de Boston utilizando el virus SARS-CoV-2 vivo.

Además, el enfoque de Zhang que utiliza nanoesponjas cubiertas con membranas de macrófagos, glóbulos blancos clave involucrados en la respuesta inflamatoria a la COVID—19 (u otras infecciones virales), también podría ser capaz de unir citoquinas inflamatorias que están presentes con «tormenta de citoquinas», una respuesta inmunitaria hiperactiva o exagerada del cuerpo que es potencialmente mortal.

» Otro aspecto interesante de nuestro enfoque es que incluso mientras el SARS-CoV-2 muta, mientras el virus pueda invadir las células que estamos imitando, nuestro enfoque de nanoesponjas debería seguir funcionando. No estoy seguro de que esto pueda decirse de algunas de las vacunas y terapias que se están desarrollando actualmente», agregó Zhang.

Más allá de esto, Zhang espera que las nanoesponjas funcionen contra cualquier tipo de virus, especialmente un nuevo coronavirus, o cualquier virus para el caso, que pueda ser la fuente de otra pandemia.

Zhang predice que un tratamiento típico podría implicar la infusión de «billones de esponjas, un número enorme, pero un volumen pequeño», pero la dosis exacta tendría que determinarse mediante ensayos en animales y humanos, agregó. Esto expondría el pulmón con un billón o más nanoesponjas diminutas que podrían atraer o distraer al virus de las células sanas. Una vez que el virus se une a una nanoesponja, «pierde su viabilidad y ya no es infeccioso, y será absorbido por nuestras propias células inmunitarias y digerido», explicó Zhang.

El papel de usar la nanoesponja profilácticamente, o incluso como tratamiento después de la exposición, parece atractivo para Zhang. «Creo que las nanoesponjas se pueden usar de manera profiláctica y como tratamiento después de la exposición al SARS-Cov-2. Cuando los pacientes están infectados por el SARS-CoV-2, mientras los virus todavía estén en el cuerpo, como en los pulmones, las nanoesponjas pueden unirse y neutralizar los virus e inducir una mejoría clínica inducida.»

El equipo de Zhang ya ha realizado algunas pruebas preliminares de seguridad en ratones, pero pronto seguirán ensayos a mayor escala en modelos animales. Los ensayos en humanos también se están planificando en un futuro cercano, según Zhang.

Aplicaciones para Nanoesponjas

Hace más de 10 años, Zhang creó las primeras nanopartículas con capa de membrana en su laboratorio en UC San Diego. Las nanoesponjas iniciales que él y su equipo desarrollaron estaban cubiertas con fragmentos de membranas de glóbulos rojos, con el objetivo de tratar la neumonía bacteriana. Estas esponjas ya han completado las etapas de las pruebas preclínicas de Cellics Therapeutics, la startup de San Diego cofundada por Zhang. La compañía está actualmente en el proceso de presentar una solicitud de medicamento nuevo en investigación (IND) a la FDA utilizando nanoesponjas de glóbulos rojos (RBC) para tratar a pacientes con neumonía por staphylococcus aureus resistente a meticilina (SARM). Cellics estima que comenzarán a tratar a los pacientes el próximo año, según un comunicado de prensa.

El equipo de Zhang en la Universidad de California en San Diego también ha demostrado que las nanoesponjas pueden lograr la administración dirigida de medicamentos al sitio de la herida, unir toxinas bacterianas que son el mecanismo vinculado a la sepsis, así como unir partículas virales del VIH antes de que puedan infectar células T humanas.

Zhang explica que la construcción de nanoesponjas se basa en el mismo principio básico. Se trata de un núcleo de polímero biodegradable, aprobado por la FDA, recubierto en un tipo específico de membrana celular, para que pueda disfrazarse de glóbulos rojos, células T inmunitarias o células plaquetarias. El recubrimiento o el camuflaje evita que el sistema inmunitario detecte y ataque las partículas como invasores peligrosos.

» Pienso en los fragmentos de membrana celular como ingredientes activos. Esta es una forma diferente de ver el desarrollo de medicamentos», ofreció Zhang. «Para la COVID-19, espero que otros equipos ofrezcan terapias y vacunas seguras y eficaces lo antes posible. Al mismo tiempo, trabajamos y planificamos como si el mundo contara con nosotros.»

Zhang cree que un aspecto particularmente relevante de su investigación actual sobre el SARS-CoV-2 es el hecho de que «las nanoesponjas celulares son potencialmente agnósticas a las mutaciones virales y a las nuevas especies virales», lo que podría cambiar la forma en que abordamos el tratamiento del virus mortal.

Cobertura completa y actualizaciones en vivo sobre el Coronavirus

Similar Posts

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.