Truque de partículas de Decoy SARS-CoV-2

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Truque de partículas de Decoy SARS-CoV-2
Usando nanopartículas equipadas com receptores ACE2, os pesquisadores esperam atrair o SARS-
CoV-2 para longe de células saudáveis para inibir o vírus e tratar a infecção.
Quando se trata de desenvolver tratamentos para doenças infecciosas, os vírus são complicados. Eles
evoluem rapidamente, variam muito e dependem de seu hospedeiro para a sobrevivência, o que torna a
criação de um tratamento geral eficaz – o equivalente a antibióticos de amplo espectro para bactérias –
desafiador, para dizer o mínimo.
A extensão da pandemia de COVID-19 expôs nossa falta de terapias disponíveis e, embora as vacinas
tenham ajudado a conter a pandemia em alguns locais, a desigualdade global de vacinas e a rápida
evolução do vírus SARS-CoV-2 em variantes mais transmissivas estão prolongando seus efeitos.
Pesquisadores da Universidade Northwestern, liderados por Neha Kamat e Joshua Leonard, têm
trabalhado em partículas de decoiação de células para impedir que patógenos, como o SARS-CoV-2,
ataquem células saudáveis e inibam a infecção.
“Para entrar em uma célula e se reproduzir, um vírus precisa empregar um mecanismo especializado em
bloqueio e chave, onde as moléculas na superfície do vírus agem como chaves e se ligam a moléculas
de bloqueio compatíveis e correspondentes na superfície da célula, permitindo que o vírus entre”,
explicou Leonard, professor associado de engenharia química e biológica, em um e-mail. Neste caso, a
chave do SARS-CoV-2 é sua proteína de pico, e as fechaduras são receptores ACE2 na superfície de
células suscetíveis.
https://www.advancedsciencenews.com/why-are-antiviral-drugs-for-covid-19-difficult-to-find/
https://www.advancedsciencenews.com/new-pfizer-and-merck-antivirals-look-hopeful/
https://www.advancedsciencenews.com/corbevax-vaccine-offers-solution-to-global-vaccine-inequity/
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Os cientistas, portanto, construíram pequenas partículas derivadas de células humanas que eles
chamam de nanopartículas biológicas e as projetou para exibir receptores ACE2 em sua superfície. Eles
são aproximadamente do mesmo tamanho do vírus – 10 milhões de libras menores do que uma célula
humana – e fornecem um alvo alternativo para o vírus, deixando as células saudáveis sozinhas.
“Quando o SARS-CoV-2 se liga a tais partículas de chamarição, ele evita que o vírus possa infectar as
células subsequentemente”, disse Leonard. “A ligação potencial a uma partícula de chamarirei faz com
que o vírus inicie um falso início de seu ciclo normal de infecção, deixando-o inerte”.
Partículas de Decoy para tratar doenças infecciosas
Como estratégia, inverter a abordagem padrão para atingir um vírus teve sucesso preliminar no
tratamento de outras doenças infecciosas, como o HIV. Em um estudo de 2018, as membranas
plasmáticas de células CD4 + T, que contêm antígenos críticos para a ligação ao HIV, foram revestidas
em nanopartículas à base de polímero que foram usadas para neutralizar o HIV, desviando o vírus de
suas células hospedeiras pretendidas. Esta pesquisa ainda está em andamento, mas demonstra a
possibilidade dessa nova abordagem.
“Todas as células do nosso corpo estão constantemente derramando nanopartículas biológicas, e nosso
corpo está constantemente reabsorvendo e reciclando esses materiais”, explicou Leonard. “A ideia geral
de construir partículas de chamarec foi explorada para vários vírus, incluindo alguns excelentes
trabalhos com foco no SARS-CoV-2 liderado por nossos colegas da Northwestern.”
A estratégia de chamarizade também pode ter a vantagem adicional de prevenir a resistência viral como
resultado da fuga evolutiva – a capacidade do vírus de mutar e evitar uma determinada terapia.
“O que queríamos saber é como projetar e, finalmente, fabricar essas partículas de uma maneira que
previna especificamente a infecção viral no contexto de um vírus em rápida evolução”, acrescentou.
Colays de células construídos para SARS-CoV-2
Partículas biologicamente derivadas que se assemelham à composição de uma membrana celular
natural são os melhores candidatos para se comportarem como chamardres. Pesquisas anteriores em
outras áreas usaram vesículas extracelulares, que são partículas ligadas a lipídios secretadas pelas
células para transportar cargas biológicas, como proteínas, lipídios, RNA ou DNA. Em comparação com
as nanopartículas sintéticas, elas são compatíveis com ambientes biológicos e não provocam toxicidade
ou resposta imune conhecida.
“Em geral, essas nanopartículas biológicas – o chassi sobre o qual construímos nossas partículas de
chamaridade – já foram usadas em ensaios clínicos em humanos para diferentes aplicações e, a partir
disso, sabemos que as próprias partículas são seguras”, disse Kamat.
Uma parte fundamental do estudo atual foi descobrir como expressar e exibir um grande número de
receptores ACE2 em cada nanopartícula para garantir chamarizamentos potentes e eficazes contra
diferentes cepas virais.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201802233
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Eles compararam os desenhos de vários tipos de vesículas diferentes e avaliaram seus métodos de
fabricação, além de quão bem eles expressaram os receptores ACE2. Eles então avaliaram sua
capacidade de inibir a infecção usando vários vírus de modelo que representavam cepas mutantes do
SARS-CoV-2, incluindo alguns que testam como o vírus poderia evoluir no futuro.
“Para colocar alguns números sobre isso, nossas nanopartículas de chamarizadi foram até 50 vezes
mais eficazes na inibição de mutantes virais que ocorrem naturalmente em comparação com drogas
inibidoras tradicionais à base de proteínas”, disse Leonard. “Quando testado contra um mutante viral
projetado para resistir a tais tratamentos, as nanopartículas de chamar é até 1.500 vezes mais eficazes
na inibição da infecção”.
“Continuamos testando nossos chamarizes contra as novas variantes, e elas continuaram trabalhando”,
disse Kamat em um comunicado.
Isso ocorre porque as nanopartículas de chamarição apresentam um desafio evolutivo para o SARS-
CoV-2. As mutações que reduzem a capacidade do vírus de se ligar aos chamarizamentos através da
fuga evolutiva natural, ao mesmo tempo, resultarão em uma diminuição da capacidade de se ligar e
infectar células naturais. A longo prazo, isso diminuiria a aptidão do vírus.
Outra vantagem potencial é que, se as variantes mais infecciosas evolui para ter uma afinidade de
ligação aumentada – como foi observado na variante Delta – então elas seriam igualmente ou mais
suscetíveis aos chamaririados. O vírus teria que chegar a uma maneira totalmente nova de entrar nas
células para evitar essa abordagem terapêutica.
Aplicação clínica
“Para o tratamento de pacientes com COVID, imaginamos que as terapias de chamarizava são mais
úteis para tratar pacientes com doença grave em um ambiente clínico”, disse Leonard. “Para a pandemia
atual, isso é provavelmente mais importante para pacientes imunocomprometidos ou para o tratamento
de cepas de vírus que podem evoluir a resistência aos medicamentos existentes ou ao próprio sistema
imunológico do paciente por qualquer motivo. Dessa forma, esses chamarizamentos podem ser
entregues por via intravenosa na corrente sanguínea de maneira semelhante às terapias de anticorpos.
A equipe especula que, em qualquer lugar de um a dez bilhões de nanopartículas, poderia ser eficaz, e
inibidores mais potentes exigirão menos. “Para comparação, uma dose típica da droga antiviral da GSK
[COVID-19] é uma infusão de cerca de 10 18 moléculas da droga, que é uma infusão única que dura um
tempo”, explicou Leonard. “Esses números soam grandes, mas essas nanovesículas têm
aproximadamente o mesmo tamanho que o vírus, então realmente não estamos falando de muito
material.”
A infraestrutura existe para produzir essas industrialmente, como várias empresas farmacêuticas
fabricam nanopartículas biológicas semelhantes para outras aplicações. Antes que eles possam
considerar esses passos, ainda há alguns obstáculos a superar; ou seja, avaliar a segurança e a
capacidade de inibira infecção em pacientes humanos.
“Precisamos descobrir o que acontece com esses chamarizes e vírus quando eles interagem no corpo
humano”, disse Leonard. “Embora não se saiba, especulamos que, uma vez que os chamarizes se ligam
https://www.advancedsciencenews.com/study-reveals-what-makes-the-delta-variant-so-infectious/
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e inativam os vírus, esses materiais são eliminados do corpo e / ou reciclados. Nosso corpo tem
mecanismos naturais para quebrá-los e limpar essas nanovesículas biológicas, para que você possa
administrá-las várias vezes ou por períodos mais longos de tempo sem se preocupar com acúmulo ou
toxicidade.
“Tudo o que disse, entender como isso funciona nas pessoas seria um objetivo importante para estudos
futuros”, concluiu.
Referência: Taylor F. Gunnels, et al., Princípios de Projeto Elucidatingting para Engenharia de Vesículas
Derivadas por Células para Inibir a Infecção por SARS-CoV-2, Small (2022). DOI:
10.1002/smll.202200125
Imagem característica: Imagens de microscopia eletrônica de transmissão de subpopulações
representativas do EV
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202200125