Biotecnología

Los señuelos de tipo celular podrían eliminar virus en humanos, incluido el que causa COVID-19.

La gran idea

Investigadores de todo el mundo están trabajando frenéticamente para desarrollar vacunas COVID-19 destinadas a atacar y atacar el virus SARS-CoV-2. 

Los investigadores de mi laboratorio de nanoingeniería están adoptando un enfoque diferente para detener el SARS-CoV-2. En lugar de jugar a la ofensiva y estimular el sistema inmunitario para atacar el virus SARS-CoV-2, estamos jugando a la defensa. Estamos trabajando para proteger las células humanas sanas que invade el virus.

Conceptualmente, la estrategia es simple. Creamos señuelos que se parecen a las células humanas que invade el virus SARS-CoV-2. Hasta ahora, hemos hecho señuelos de células pulmonares y señuelos de células inmunes. Estos señuelos celulares atraen y neutralizan el virus SARS-CoV-2, dejando sanos los pulmones o las células inmunes reales.

Para hacer los señuelos, recolectamos las membranas externas del pulmón o las células inmunes y las envolvemos alrededor de un núcleo hecho de nanopartículas biodegradables. Desde el exterior, los señuelos tienen el mismo aspecto que las células humanas que están personificando. Nuestros señuelos son cientos de veces más pequeños en diámetro que un pulmón o una célula inmune real, pero tienen el mismo hardware celular que sobresale de ellos.

En esta ilustración, seis señuelos rodean una partícula de virus SARS-CoV-2 antes de que pueda llegar a una célula humana. David Baillot, Escuela de Ingeniería UC San Diego Jacobs , CC BY-ND

Los llamamos «nanoesponjas» porque absorben los patógenos nocivos y las toxinas que atacan las células que suplantan. Mi equipo y yo desarrollamos el concepto por primera vez hace 10 años, y desde entonces hemos demostrado que las nanoesponjas ofrecen un nuevo enfoque para combatir las infecciones virales como el VIHinfecciones bacterianas como Staphylococcus aureus resistente a meticilina, o MRSA, E. coli y sepsis; y enfermedades inflamatorias como la artritis reumatoide.

Recientemente publicamos resultados que muestran que el coronavirus SARS CoV-2 se une a estas nanoesponjas señuelo, que fueron más del 90% efectivas para causar que el virus pierda su capacidad de infectar células en placas de Petri. Una vez que el virus está encerrado en el señuelo, no puede invadir ninguna célula real y es eliminado por el sistema inmunológico del cuerpo.

Por qué es importante

Las vacunas son críticas para proteger contra las infecciones virales, pero a medida que los virus mutan pueden hacer que las vacunas y los tratamientos sean ineficaces. Es por eso que cada año se desarrollan nuevas vacunas contra la gripe.

Afortunadamente, el SARS-CoV-2 no parece mutar tan rápido como los virus de la influenza, pero esto resalta la necesidad de alternativas que no se vean afectadas por las mutaciones.

Espero que otros equipos de investigadores propongan tratamientos seguros y efectivos para COVID-19 lo antes posible. Pero por ahora, mi equipo está trabajando y planificando como si el mundo contara con nosotros.

Lo que aún no se sabe

Los diferentes tipos de nanoesponjas que hemos desarrollado se encuentran en varias etapas de desarrollo preclínico. Hasta ahora, los resultados parecen prometedores, pero hay más trabajo por hacer para garantizar que sean seguros y efectivos.

Las nanoesponjas celulares son un nuevo tipo de medicamento. Hicimos las primeras nanoesponjas utilizando membranas de glóbulos rojos humanos, y estas son las más avanzadas en el proceso de regulación, habiendo pasado por todas las etapas de las pruebas preclínicas.

Que sigue

Cellics Therapeutics, una nueva empresa que cofundé, está en el proceso de presentar una solicitud de nuevo medicamento en investigación a la FDA para las nanoesponjas de glóbulos rojos para tratar la neumonía bacteriana. Si estas nanoesponjas de glóbulos rojos obtienen la aprobación de la FDA y si los datos preclínicos para las nanoesponjas de COVID-19 siguen luciendo bien, las nanoesponjas de COVID-19 podrían tener un camino más claro hacia los ensayos clínicos en los próximos años.

Actualmente estamos probando las nanoesponjas para SARS-CoV-2 en animales. Si las nanoesponjas alcanzan la etapa de ensayo clínico, hay varias formas de administrar la terapia, incluida la administración directa al pulmón para pacientes intubados a través de un inhalador como los utilizados por pacientes asmáticos o mediante una inyección intravenosa.

También existe la posibilidad de que nuestras nanoesponjas de células inmunes puedan absorber las proteínas inflamatorias de las citocinas que están desencadenando las peligrosas reacciones exageradas del sistema inmunitario en algunas personas que padecen COVID-19.

Autor: Liangfang Zhang Profesor de Nanoingeniería, Universidad de California San Diego. Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation, bajo una licencia Creative Commons.

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