Un simple rociado podría mantener alejado al COVID

¿Qué pasaría si prevenir enfermedades respiratorias como el COVID-19 y la influenza pudiera ser tan fácil como rociar rápidamente un aerosol nasal todas las mañanas?

Numerosas bacterias y virus, incluidos los que causan el COVID-19 y la influenza, ingresan al cuerpo a través de los pulmones cuando las personas respiran y provocan enfermedades. Los ingenieros de Johns Hopkins han creado hebras delgadas de moléculas similares a hilos llamadas filamentos supramoleculares que están diseñados para ser rociados en la nariz, bloqueando el ingreso de esos virus dañinos a los pulmones.

«La idea es que los filamentos funcionen como una esponja para absorber el virus de la COVID-19 y otros virus antes de que tengan la oportunidad de unirse a las células de nuestras vías respiratorias. Incluso si la terapia puede bloquear el virus durante una o dos horas, eso puede ser útil cuando las personas deben estar en un entorno público», dijo el líder del equipo de investigación, Honggang Cui, investigador principal del Instituto de NanoBioTecnología y profesor asociado de ingeniería química y biomolecular en la Escuela de Ingeniería Johns Hopkins Whiting.

Los resultados del equipo aparecieron recientemente en Importary el trabajo se realizó a través de una colaboración con Hongpeng Jia, profesor asistente de cirugía, y otros investigadores de la Escuela de Medicina Johns Hopkins.

La clave de este enfoque es la forma en que los filamentos llevan un receptor llamado enzima convertidora de angiotensina-2 o ACE2. Estos receptores también se encuentran en las células del revestimiento nasal, la superficie de los pulmones y el intestino delgado, y tienen muchas funciones biológicas, como regular la presión arterial y la inflamación. El nuevo coronavirus ingresa a nuestros cuerpos principalmente a través de interacciones con este receptor. La proteína espiga característica del virus hace clic en este receptor, como una llave que entra en una cerradura, lo que le permite ingresar a la célula y replicarse. Una vez que el virus está encerrado en la célula, evita que la célula ejecute sus funciones normales, lo que provoca y exacerba las infecciones.

Los investigadores saben desde hace mucho tiempo que agregar ACE2 adicional en las vías respiratorias puede bloquear la entrada del virus, lo que esencialmente evita que el virus se una a ACE2 en los pulmones. Sin embargo, dado que ACE2 tiene funciones biológicas, el simple hecho de administrar más ACE2 al cuerpo puede tener complicaciones imprevisibles. El filamento recientemente diseñado por el equipo de investigación, llamado fACE2, sirve como un sitio de unión de señuelo para el virus, y cada filamento ofrece varios receptores para que se adhiera la proteína de pico COVID-19, y silencia las funciones biológicas de ACE2 para evitar posibles efectos secundarios.

«Nuestro plan es que esto se administre como un aerosol nasal u oral, lo que permite que se suspenda en los pulmones o se asiente en la superficie de las vías respiratorias y los pulmones. Cuando una persona respira el virus COVID-19, el virus será engañado. en unirse al receptor señuelo y no a los receptores ACE2 en las células», dijo Cui.

Y debido a que los filamentos atraen la proteína espiga característica del SARS-CoV-2, debería funcionar igual de bien en cualquier variante actual o futura, predicen los investigadores.

El equipo probó su diseño en modelos de ratones y descubrió que su filamento no solo estaba presente en los pulmones de los roedores hasta 24 horas después, sino que tampoco provocó inflamación ni daños evidentes en las estructuras de los pulmones, lo que sugiere que fACE2 puede retenerse en los pulmones. durante un período de tiempo y es seguro.

Si bien el enfoque original del equipo fue diseñar una terapia preventiva, dicen que también puede tener el potencial de tratar a personas con infecciones activas de COVID-19 al impedir la replicación de virus recién adquiridos.

«Creemos que fACE2 también podría usarse en otros virus respiratorios que usan el receptor ACE2 para infiltrarse en las células. El diseño del filamento es versátil y puede modificarse para transportar varias proteínas terapéuticas que se dirigen a diferentes receptores», dijo Jia.