Os lipossomas podem ser os heróis desconhecidos da pandemia de COVID-19. Sem a proteção dessas vesículas microscópicas, os delicados filamentos de RNA mensageiro (mRNA) que estão no coração das vacinas Pfizer e Moderna COVID-19 seriam rapidamente destruídos por enzimas no corpo, tornando quase impossível que suas instruções genéticas fossem chegar ao interior das células humanas.
Mas a entrega de vacinas não é a única maneira de usar essas partículas na batalha contra o COVID-19. Em um novo estudo, uma equipe de engenheiros da Universidade da Califórnia, Berkeley, anexou proteínas "spike" do SARS-CoV-2 à superfície dos lipossomas, criando imitações feitas em laboratório do vírus mortal que os pesquisadores chamam de "spike-lipossomas". ." Esses lipossomas pontiagudos podem ser usados ​​para testar a eficácia de anticorpos neutralizantes que poderiam ser usados ​​para tratar pacientes com COVID-19.

O estudo também demonstra como uma nova técnica de padronização de DNA, desenvolvida pela equipe no ano passado, pode ajudar os cientistas a caracterizar rapidamente e conduzir experimentos em vários tipos diferentes de lipossomas e seus primos, nanopartículas lipídicas.

“As nanopartículas lipídicas são realmente relevantes para várias aplicações biomédicas:elas são usadas na entrega de medicamentos há décadas e também podem servir como modelos de vírus que possuem membranas do lado de fora, incluindo coronavírus”, disse a principal autora do estudo, Molly Kozminsky. , pós-doutorando no Sohn Research Lab da UC Berkeley. "Na verdade, desenvolvemos esses lipossomas de pico porque queríamos testar um novo método de diagnóstico COVID-19 que estávamos desenvolvendo em laboratório. Mas primeiro, precisávamos de uma maneira de validar que essas partículas estavam exibindo a proteína de pico SARS-CoV-2 corretamente, e percebemos que nossa técnica de padronização de DNA nos permitiria fazer este e outros experimentos interessantes de uma maneira muito eficiente."

Os lipossomas são pequenos vasos esféricos construídos de membranas lipídicas muito semelhantes às que envolvem a maioria das células biológicas. E, da mesma forma que as membranas das células biológicas são pontilhadas com uma variedade de proteínas que ajudam a célula a interagir com o mundo exterior, os pesquisadores aprenderam a fixar diferentes tipos de proteínas nas membranas dos lipossomas, dando às partículas diferentes funções e habilidades.

A excitação sobre os lipossomas tem sido mais pronunciada na indústria farmacêutica, onde os fabricantes de medicamentos experimentaram equipar os lipossomas com proteínas que apenas interagem com células muito específicas do corpo, permitindo-lhes direcionar a entrega de moléculas de drogas apenas aos tecidos onde são necessárias. Como aponta Kozminsky, os lipossomas também podem ser usados ​​para criar modelos simples de vírus e outros patógenos que possuem membranas lipídicas, incluindo SARS-CoV-2.

No entanto, os pesquisadores devem primeiro verificar se as proteínas dos lipossomas são capazes de interagir adequadamente com seu ambiente. Por exemplo, a proteína spike do SARS-CoV-2 se liga a proteínas nas células humanas chamadas de receptores ACE2, desencadeando uma série de eventos que permitem que o vírus se funda com a célula.

"Para os lipossomas spike, queríamos ter certeza de que a proteína spike que colocamos na superfície do lipossoma estava na configuração correta para permitir que ela se ligasse aos receptores ACE2", disse Kozminsky. “Se esse fosse o caso, a maneira como esses lipossomas de pico são formulados provavelmente também modelaria a maneira como a proteína de pico do vírus SARS-CoV-2 interage com células, anticorpos e outras proteínas”.

Kozminsky percebeu que a técnica de impressão de DNA, que foi originalmente desenvolvida pelo Sohn Lab para "imprimir" diferentes tipos de células em padrões que modelam tecidos biológicos, também poderia ser usada para verificar rapidamente se os lipossomas de pico estavam apresentando o SARS-CoV -2 pico de proteína corretamente.

"Sabíamos que tínhamos que testar os lipossomas primeiro e, quando analisamos todas as maneiras de validar os lipossomas, descobrimos que as técnicas eram um pouco árduas", disse Kozminsky. "Percebemos o quanto seria mais fácil usar nossa tecnologia de impressão direcionada por DNA."

Para conduzir o experimento, Kozminsky imprimiu os lipossomas em uma lâmina e os marcou com uma proteína verde fluorescente. Ela então lavou a lâmina com proteínas receptoras ACE2 que haviam sido marcadas com uma proteína fluorescente vermelha. Quando ela fotografou o slide, ela descobriu que a maior parte dele brilhava em vermelho, indicando que as proteínas do receptor ACE2 estavam se ligando aos lipossomas de pico no slide. Kozminsky então repetiu o experimento com células que expressam o receptor ACE2, mostrando que elas também eram capazes de se ligar aos lipossomas spike.

Para mostrar como os lipossomas de pico podem ser usados ​​para testar a eficácia dos tratamentos com COVID-19, Kozminsky criou dois tipos diferentes de lipossomas de pico, cada um exibindo uma variante diferente da proteína de pico SARS-CoV-2. Depois de usar a impressão de DNA para padronizá-los em lâminas de microscópio, ela lavou as lâminas com três tipos diferentes de anticorpos neutralizantes comercialmente disponíveis contra variantes da proteína spike SARS-CoV-2. Ela então testou se a presença desses anticorpos neutralizantes impediu com sucesso que as proteínas do receptor ACE2 se ligassem aos lipossomas spike e descobriu que os resultados eram consistentes com os relatados pelos fabricantes de anticorpos.

"O que é realmente legal sobre essa técnica é que ela tem um rendimento muito alto, o que significa que você pode executar experimentos usando muitas combinações diferentes de lipossomas de uma só vez", disse a autora sênior do estudo Lydia Sohn, presidente da Almy C. Maynard e Agnes Offield Maynard. em Engenharia Mecânica na UC Berkeley. "Assim, por exemplo, as empresas farmacêuticas podem usar essa técnica para testar rapidamente quais anticorpos funcionarão de maneira mais eficaz contra uma variante específica do SARS-CoV-2. certeza de que essa proteína tem como alvo determinados tipos de células no corpo. Isso realmente adiciona uma nova estratégia para combater esse vírus." + Explorar mais

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