Eles podem parecer células e agir como células. Mas um novo tratamento potencial para o COVID-19 é na verdade um trapaceiro habilmente disfarçado, que atrai vírus e os liga, tornando-os inativos.
À medida que o vírus SARS-CoV-2 em constante evolução começa a escapar de tratamentos promissores, como terapias de anticorpos monoclonais, os pesquisadores se interessaram mais por essas nanopartículas "isca". Imitando células normais, as nanopartículas de chamariz absorvem os vírus como uma esponja, inibindo-os de infectar o resto do corpo.

Em um novo estudo, os biólogos sintéticos da Northwestern University decidiram elucidar as regras de design necessárias para tornar as nanopartículas chamariz eficazes e resistentes ao escape viral. Depois de projetar e testar várias iterações, os pesquisadores identificaram um amplo conjunto de iscas – todas fabricadas usando métodos diferentes – que foram incrivelmente eficazes contra o vírus original, bem como variantes mutantes.

Na verdade, as nanopartículas chamariz foram até 50 vezes mais eficazes na inibição de mutantes virais que ocorrem naturalmente, em comparação com drogas inibidoras tradicionais baseadas em proteínas. Quando testadas contra um mutante viral projetado para resistir a esses tratamentos, as nanopartículas chamariz foram até 1.500 vezes mais eficazes na inibição da infecção.

Embora sejam necessárias muito mais pesquisas e avaliações clínicas, os pesquisadores acreditam que infusões de nanopartículas chamariz algum dia poderiam ser usadas para tratar pacientes com infecções virais graves ou prolongadas.

O estudo foi publicado no final da semana passada (7 de abril) na revista Small . No artigo, a equipe testou nanopartículas de chamariz contra o vírus pai SARS-CoV-2 e cinco variantes (incluindo beta, delta, delta-plus e lambda) em uma cultura celular.

"Mostramos que as nanopartículas chamariz são inibidores eficazes de todas essas diferentes variantes virais", disse Joshua Leonard, da Northwestern, co-autor sênior do estudo. "Mesmo variantes que escapam de outras drogas não escaparam de nossas nanopartículas chamariz."

“Enquanto conduzíamos o estudo, diferentes variantes continuaram surgindo em todo o mundo”, acrescentou Neha Kamat, da Northwestern, coautora sênior do estudo. "Continuamos testando nossos chamarizes contra as novas variantes, e eles continuaram funcionando. É muito eficaz."

Leonard é professor associado de engenharia química e biológica na McCormick School of Engineering da Northwestern. Kamat é professor assistente de engenharia biomédica em McCormick. Ambos são membros-chave do Centro de Biologia Sintética da Northwestern.

'Rock evolucionário e um lugar difícil'

Como o vírus SARS-CoV-2 sofreu uma mutação para criar novas variantes, alguns tratamentos tornaram-se menos eficazes no combate ao vírus em constante evolução. No mês passado, a Food and Drug Administration (FDA) dos EUA interrompeu vários tratamentos com anticorpos monoclonais, por exemplo, devido ao fracasso contra a subvariante ômícron BA.2.

Mas mesmo onde os tratamentos falham, as nanopartículas chamariz no novo estudo nunca perderam a eficácia. Leonard disse que isso ocorre porque os chamarizes colocam o SARS-CoV-2 "entre uma rocha evolucionária e um lugar difícil".

O SARS-CoV-2 infecta células humanas ligando sua infame proteína spike ao receptor humano da enzima conversora de angiotensina 2 (ACE2). Uma proteína na superfície das células, ACE2 fornece um ponto de entrada para o vírus.

Para projetar nanopartículas chamariz, a equipe da Northwestern usou partículas nanométricas (vesículas extracelulares) liberadas naturalmente de todos os tipos de células. Eles projetaram células que produzem essas partículas para superexpressar o gene para ACE2, levando a muitos receptores ACE2 nas superfícies das partículas. Quando o vírus entrou em contato com o chamariz, ele se ligou firmemente a esses receptores, e não às células reais, tornando o vírus incapaz de infectar as células.

"Para o vírus entrar em uma célula, ele precisa se ligar ao receptor ACE2", disse Leonard. "As nanopartículas chamariz apresentam um desafio evolutivo para o SARS-CoV-2. O vírus teria que encontrar uma maneira totalmente diferente de entrar nas células para evitar a necessidade de usar os receptores ACE2. Não há rota de fuga evolutiva óbvia".

Benefícios futuros

Além de serem eficazes contra vírus resistentes a medicamentos, as nanopartículas chamariz trazem vários outros benefícios. Por serem materiais biológicos (e não sintéticos), as nanopartículas são menos propensas a provocar uma resposta imune, o que causa inflamação e pode interferir na eficácia da droga. Eles também exibem baixa toxicidade, tornando-os particularmente adequados para uso em administração sustentada ou repetida para o tratamento de pacientes gravemente doentes.

Quando a pandemia do COVID-19 começou, pesquisadores e médicos experimentaram uma lacuna enervante entre a descoberta do vírus e o desenvolvimento de novos medicamentos para tratá-lo. Para a próxima pandemia, as nanopartículas chamariz podem fornecer um tratamento rápido e eficaz antes que as vacinas sejam desenvolvidas.

"A estratégia de chamariz é uma das coisas mais imediatas que você pode tentar", disse Leonard. "Assim que você conhece o receptor que o vírus usa, você pode começar a construir partículas de chamariz com esses receptores. Poderíamos potencialmente acelerar uma abordagem como essa para reduzir doenças graves e mortes nos estágios iniciais cruciais de futuras pandemias virais". + Explorar mais

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