p Invertendo a abordagem de direcionamento de drogas viral padrão em sua cabeça, engenheiros da Universidade da Califórnia em San Diego desenvolveram um novo método promissor de "nanoesponja" para prevenir a proliferação do HIV no corpo:revestir nanopartículas de polímero com as membranas de células T auxiliares e transformá-las em iscas para interceptar partículas virais e impedir que se liguem e infiltrando-se nas células imunológicas reais do corpo. p Esta técnica, desenvolvido no Laboratório de Nanomateriais e Nanomedicina liderado pelo professor de nanoengenharia Liangfang Zhang, pode ser aplicado a muitos tipos diferentes de vírus, abrindo a porta para novas terapias promissoras contra vírus difíceis de combater. Zhang é professor do Departamento de NanoEngenharia da Escola de Engenharia da UC San Diego Jacobs.

p Este trabalho HIV apareceu pela primeira vez no jornal Materiais avançados em novembro de 2018 em um artigo intitulado "Nanopartículas mimetizando células-T podem neutralizar a infectividade do HIV". O trabalho está em andamento.

p "A principal inovação aqui é que estamos do outro lado do grande problema com o HIV, "disse Weiwei Gao, um engenheiro químico e cientista de projeto associado no Laboratório Zhang da Escola de Engenharia da UC San Diego Jacobs. "A abordagem tradicional de desenvolvimento de drogas requer que descobramos como bloquear proteínas críticas ou vias de sinalização no vírus para que não possam atacar o corpo. O problema é que existem tantas vias e tanta redundância nesses vírus, é muito difícil encontrar um caminho que seja realmente crítico.

p "Nossa abordagem vem do outro lado:olhe para o alvo do vírus, "ele continuou." As nanopartículas são envolvidas com as membranas das células que o vírus tem como alvo. Portanto, eles podem atuar como uma isca da célula para interceptar o ataque viral. "

p O vírus HIV normalmente tem como alvo células chamadas células T CD4 +; também chamadas de células T auxiliares, no corpo são, essas células ajudam a detectar patógenos estranhos e direcioná-los para ataque e remoção. O vírus HIV encontra e se liga à superfície dessas células T usando o receptor CD4, em seguida, injeta seu material genético nas células T e usa a maquinaria das células T para se replicar. Eventualmente, depois que um número suficiente de novo vírus HIV foi criado, as partículas virais explodem para fora da célula e procuram outras células T para atacar.

p Parte da razão pela qual o HIV é tão devastador é que atacar e matar as células T danifica gravemente o sistema imunológico, tornando mais difícil para o corpo lutar contra infecções secundárias. E o vírus sofre mutação rapidamente, mudando seu código genético e dificultando seu alvo com métodos antivirais e de descoberta de drogas tradicionais.

p Em 2018 Materiais avançados estude, os pesquisadores revestiram nanopartículas com as membranas celulares isoladas de células T CD4 +. Quando adicionado a células T em um prato e exposto a vírus, essas nanopartículas, chamados TNPs, agia como uma espécie de esponja, absorvendo o vírus e protegendo as células T de serem infectadas. Eles descobriram que o vírus HIV tinha a mesma probabilidade de se ligar a um TNP e a uma célula T, mas como não há maquinário celular dentro dessas nanopartículas, o vírus não pode se injetar ou se replicar, e é tornado inofensivo.

p Assim como as células T CD4 +, as nanopartículas se ligam ao vírus HIV por meio da proteína gp120 na superfície do vírus. Quando os TNPs foram adicionados à mistura de células T a uma concentração de 3 mg / mL, a equipe viu uma redução da infecção de mais de 80 por cento, em comparação com células que não foram tratadas com TNPs. Eles consideram isso como uma evidência promissora de que essas nanopartículas podem ser infundidas na corrente sanguínea em pacientes para absorver a infecção pelo HIV, derrubando seus níveis de infecção e, por fim, eliminando-os do sistema.

p "Há outra aplicação potencial do uso de TNPs para tratar o HIV. As células imunes no corpo que estão infectadas com o HIV, mas não estão produzindo ativamente novos vírus, tornam-se reservatórios virais, "disse Gao." Encontrar maneiras de destruir esses reservatórios é um grande desafio para os pesquisadores de HIV. Mas essas células reservatório também podem expressar gp120, portanto, os TNPs podem ser usados ​​como veículos para fornecer antivirais com precisão a essas células e matá-las. "

p O trabalho foi inspirado em projetos anteriores no laboratório de Zhang com foco em células vermelhas do sangue. "Nosso trabalho tem se concentrado no uso de nanopartículas para entrega de drogas, "Gao disse, “mas as nanopartículas não circulam por muito tempo no corpo. Tínhamos a ideia:tornar mais difícil para o corpo reconhecer as nanopartículas como estranhas, e se os disfarçarmos como glóbulos vermelhos? Os glóbulos vermelhos têm uma longa circulação natural, então, se pudermos imitá-los com nanopartículas, devemos ver um padrão de circulação semelhante. "O trabalho da equipe na tecnologia de camuflagem de glóbulos vermelhos apareceu pela primeira vez na literatura acadêmica em 2011, no PNAS artigo "Nanopartículas poliméricas camufladas por membrana de eritrócitos como uma plataforma de entrega biomimética."

p Gao diz que essa abordagem pode provavelmente ser aplicada a uma ampla variedade de patógenos. "Muitas bactérias também gostam de atacar os glóbulos vermelhos, "disse ele." Então, talvez essas nanopartículas possam atuar como uma isca para bloquear as toxinas das bactérias. Ou eles podem agir como iscas para reagir a outras toxinas, como agentes nervosos, que têm como alvo os glóbulos vermelhos. "

p Há uma série de obstáculos ainda em seu caminho antes que esses TNPs possam ser usados ​​em pacientes humanos. Por exemplo, eles ainda não foram capazes de testar seus TNPs em modelos de animais vivos.

p “Porque o HIV é uma doença humana, é difícil replicá-lo em modelos animais, "Disse Gao." Então, estamos trabalhando em estreita colaboração com o Dr. Stephen Spector, o Chefe da Divisão de Doenças Infecciosas Pediátricas da UC San Diego Health, sobre esse assunto, para descobrir a melhor abordagem para testar isso in vivo.

p "Nosso estudo é realmente uma prova de conceito, "Gao continuou." O desenvolvimento da doença muda em diferentes estágios da doença, e o vírus funciona de maneira diferente dentro do corpo, com diferentes níveis de infecciosidade e atividade. Será fundamental trabalhar com médicos e pesquisadores que estão muito familiarizados com a patologia do HIV para otimizar o regime de tratamento com base no que se sabe sobre a doença para ter certeza de que as nanopartículas são as mais eficazes para o tratamento. "

p Ainda, este trabalho representa o primeiro passo em uma direção nova e estimulante para o tratamento do HIV, e Gao vê o campo cheio de possibilidades. "Esta tecnologia é muito adaptável, tanto para patógenos existentes quanto para novos, doenças emergentes, "disse ele." Esta plataforma pode superar a resistência aos medicamentos, e pode ser facilmente adaptado para usar outras membranas celulares ou carregar outros medicamentos ou tratamentos no núcleo das nanopartículas. É muito modular, e não requer designs personalizados para cada composto, o que pode ajudar no desenvolvimento do tratamento no futuro. "