Os pesquisadores desenvolveram uma molécula que se adere firmemente à proteína do pico do coronavírus, impedir que o vírus infecte as células. A molécula pode algum dia ser usada em um medicamento em aerossol para tratar ou prevenir COVID-19.

Na corrida para encontrar medicamentos que detenham o novo coronavírus, os cientistas estão encontrando inspiração em fontes incomuns - como lhamas.

Uma nova molécula projetada em laboratório inativa a maquinaria que o coronavírus, SARS-CoV-2, usa para infectar células. É modelado após o simples, anticorpos compactos encontrados em alguns animais, como lhamas, alpacas, e camelos.

Embora a pesquisa ainda seja preliminar, A equipe por trás do avanço espera que sua molécula possa algum dia ser o ingrediente-chave em um medicamento antiviral que pode ser administrado por meio de spray nasal.

"Em apenas doze semanas, encontramos uma molécula que é uma pista clínica, "diz o investigador do Howard Hughes Medical Institute, Peter Walter, um bioquímico da Universidade da Califórnia, São Francisco (UCSF), que co-liderou o trabalho. A equipe descreveu o avanço em 17 de agosto, 2020, em uma pré-impressão postada em bioRxiv.org.

Juntamente com as vacinas, medicamentos que têm como alvo a SARS-CoV-2 são ferramentas importantes para manter a pandemia de COVID-19 sob controle. Os pesquisadores identificaram medicamentos existentes que podem ser reutilizados para tratar os sintomas do vírus e ajudar a conter infecções graves. Mas um medicamento projetado especificamente para atacar o SARS-CoV-2 pode ser mais eficaz em travar o vírus antes que ele cause uma doença grave, Walter diz. Para fazer essas drogas, ele e outros estão criando anticorpos personalizados.

As células imunológicas produzem anticorpos em resposta à infecção, mas leva tempo para que essa resposta se desenvolva. Anticorpos produzidos em laboratório podem eliminar um vírus antes que ele se estabeleça.

É aí que entram as lhamas. Alpacas e lhamas têm uma versão mais simples dos anticorpos encontrados em humanos - apenas um décimo do tamanho, com menos componentes. Esses anticorpos reduzidos, chamados de "nanocorpos, "são blocos de construção de drogas potencialmente poderosos, diz Aashish Manglik, um engenheiro de proteínas da UCSF que co-liderou o estudo com Walter. "Devido à sua forma única, muitas vezes podem caber profundamente nas fendas das proteínas." Eles tendem a ser mais estáveis ​​do que os anticorpos normais, também.

O laboratório de Manglik desenvolveu grandes coleções dessas proteínas sintéticas como um recurso para a descoberta de medicamentos. Quando a pandemia COVID-19 começou, essas coleções eram o lugar perfeito para caçar uma molécula que pudesse desativar o SARS-CoV-2, Walter diz.

Michael Schoof, um estudante de graduação no laboratório de Walter, começou a minerar as coleções de nanocorpos de Manglik em massa. O objetivo:encontrar nanocorpos que se fixem na proteína spike do coronavírus, a chave na superfície do vírus que o permite penetrar nas células.

Em uma série de experimentos de laboratório, ele e seus colegas separaram um pool de bilhões de nanocorpos diferentes para algumas dezenas que aderiram fortemente à proteína do pico. Então, they engineered the most promising candidate, linking three copies of the same nanobody together into a chain.

That three-piece molecule wedged tightly against the virus spike protein, pinning it into a shape that prevented attachment to human cells. The researchers also discovered that the molecule is particularly sturdy. In test-tube experiments, a single nanobody fell off the spike protein within minutes. The team calculated that the three-piece version would be able to hold on for over a week without budging.

The work hasn't yet been peer-reviewed, but Walter and Manglik are currently looking for partners who can produce and test the molecule for safety and efficacy in clinical trials. They hope the molecule could someday soon work as an aerosolized drug that would get directly to patients' lungs.

Traditional antibody drugs are usually injected into the patient's bloodstream—most antibodies fall apart when aerosolized by a nebulizer or a nasal spray, Walter says. Preliminary tests suggest that the new nanobody-based molecule is far hardier. The nanobodies kept their shape and function when sprayed, and withstood being freeze-dried and heated, também.

Aerosolized delivery of a nanobody drug "is an exciting possibility, but it hasn't been demonstrated yet, " says Andrew Kruse, a biochemist at Harvard Medical School who has collaborated with Manglik's team to build nanobody collections but wasn't involved in the current study. "It would be very important to see how long an aerosol-delivered nanobody remains in the respiratory system, " ele diz.