COVID-19, Boston University e UC San Diego : nanospugne attirano il coronavirus lontano dalle cellule polmonari
COVID-19, interessante uso delle nanotecnologie alla Boston University. Le comunità scientifiche di tutto il mondo sono concentrate sulle soluzioni da mettere in campo per arginare l’aggressività del coronavirus verso il nostro sistema respiratorio. Alcuni approcci risultano più interessanti di altri, tra questi quello messo in campo dalla Boston University.
Immaginate infatti se gli scienziati potessero fermare l’infezione da SARS-CoV-2 semplicemente distogliendo la sua attenzione del coronavirus dalle cellule polmonari viventi.
Questa nuova contromisura terapeutica, annunciata in uno studio di Nano Letters da ricercatori dei National Emerging Infectious Diseases Laboratories (NEIDL) della Boston University e della University of California San Diego, sembra fare proprio questo, negli esperimenti condotti presso il NEIDL di Boston.
COVID-19, UNA TECNOLOGIA RIVOLUZIONARIA FRUTTO DELLO SFORZO DELLA BOSTON UNIVERSITY E DELL’UNIVERSITA’ DI SAN DIEGO
La tecnologia rivoluzionaria potrebbe avere importanti implicazioni nella lotta contro il virus SARS-CoV-2 responsabile della pandemia globale, che sta ancora oggi mietendo migliaia di vittime in svariati angoli del pianeta.
Ma, forse ancora più significativamente, ha il potenziale per essere adattato per combattere praticamente qualsiasi virus, come l’influenza o persino l’Ebola.
“All’inizio ero scettico perché sembrava troppo bello per essere vero”, afferma la microbiologa NEIDL Anna Honko, che potete osservare al lavoro nella foto connessa all’articolo, una delle prime autrici dello studio.
“Ma quando ho visto la prima serie di risultati in laboratorio, sono rimasto solo stupita.”
La tecnologia consiste in piccolissime gocce di polimeri microscopici coperte da frammenti di cellule polmonari viventi e membrane cellulari immunitarie.
“Sembra una nanoparticella rivestita da pezzi di membrana cellulare”, afferma Honko.
“Il piccolo polimero imita una cellula avente una membrana attorno ad essa.”
Il coronavirus SARS-CoV-2 cerca recettori specifici delle membrane delle cellule polmonari e si aggancia su di essi.
Quando ciò accade all’interno del corpo umano, l’infezione da coronavirus si amplifica, con i virus del COVID-19 che “dirottano” la cabina di regia delle cellule polmonari inducendole a replicare il proprio materiale genetico.
Ma negli esperimenti presso il NEIDL, i ricercatori della Boston University hanno osservato che le goccioline di polimero cariche di pezzi di membrana delle cellule polmonari hanno fatto un lavoro migliore per attrarre il virus SARS-CoV-2 rispetto alle cellule polmonari viventi.
Fondendosi con il virus SARS-CoV-2 meglio delle cellule viventi, la nanotecnologia sembra essere un’efficace contromisura all’infezione da coronavirus, impedendo a SARS-CoV-2 di attaccare le cellule.
“La nostra ipotesi è che si comporti come un esca, compete con le cellule per il virus”, afferma il microbiologo NEIDL Anthony Griffiths, co-autore dello studio.
“Sono piccoli pezzi di plastica, che contengono solo le porzioni esterne di cellule senza nessuna componente interna delle cellule viventi.
Concettualmente, è un’idea molto semplice. Assorbe il virus come una spugna. ”
BOSTON UNIVERSITY E SAN DIEGO: LE NANOSPUGNE CHE ASSORBONO IL COVID
Questo attributo è il motivo per cui il team di ricerca UC San Diego e Boston University chiama la tecnologia “nanospugne”.
Una volta che SARS-CoV-2 si lega ai frammenti cellulari all’interno di una gocciolina di nanospugne, ciascuna mille volte più piccola della larghezza di un capello umano, il coronavirus muore.
Sebbene i risultati iniziali si basino su esperimenti condotti su colture cellulari, i ricercatori ritengono che, all’interno del corpo umano, le nanospugne biodegradabili e il virus SARS-CoV-2 intrappolati al loro interno possano quindi essere eliminati dal sistema immunitario del corpo.
Vi è anche un altro importante effetto che le nanospugne hanno in seno all’infezione da coronavirus.
Honko afferma che le nanospugne contenenti frammenti di cellule immunitarie possono assorbire segnali cellulari che aumentano l’infiammazione.
Lo distress respiratorio acuto, causato da una reazione infiammatoria all’interno dei polmoni, è l’aspetto maggiormente letale dell’infezione da coronavirus, indirizzando i pazienti nel reparto di terapia intensiva per il trattamento o il supporto del ventilatore per aiutarli a respirare.
Ma le nanospugne, che possono attrarre le molecole infiammatorie che inviano il sistema immunitario in un pericoloso overdrive, possono aiutare a ridurre la risposta, afferma Honko.
Usando entrambi i tipi di nanospugne, alcune contenenti frammenti di cellule polmonari e altre contenenti pezzi di cellule immunitarie, afferma, è possibile attaccare il coronavirus, responsabile di malattia e eventuale insufficienza polmonare.
Al NEIDL, Honko e Griffiths stanno ora pianificando ulteriori esperimenti per vedere come le nanospugne possano prevenire l’infezione da coronavirus nei modelli animali della malattia.
Contano di lavorare a stretto contatto con il team di ingegneri della UC San Diego, che per primo ha sviluppato le nanospugne più di un decennio fa, per personalizzare la tecnologia per un eventuale utilizzo sicuro ed efficace nell’uomo.
“Tradizionalmente, gli sviluppatori di farmaci per le malattie infettive si immergono in profondità nei dettagli del patogeno per trovare obiettivi drogabili”, ha detto Liangfang Zhang, un nanoengineer della UC San Diego e leader del team con sede in California, secondo un comunicato stampa della UC San Diego .
“Il nostro approccio è diverso.
Dobbiamo solo sapere quali sono le cellule target.
E poi miriamo a proteggere gli obiettivi creando esche biomimetiche “.
L’INTUIZIONE DI LIANGFANG ZHANG:
Quando il coronavirus è apparso per la prima volta, l’idea di utilizzare le nanospugne per combattere l’infezione è venuta quasi immediatamente a Zhang.
Ha chiesto aiuto al NEIDL.
Guardando al futuro, i collaboratori della BU e della UC di San Diego credono che le nanospugne possano essere facilmente convertite in un trattamento non invasivo.
“Dovremmo essere in grado di localizzarlo nel naso”, afferma Griffiths. “Negli esseri umani, potrebbe essere qualcosa di simile a uno spray nasale.”
Honko concorda: “Sarebbe un metodo di somministrazione facile e sicuro che dovrebbe colpire i tessuti respiratori appropriati.
E se volessi trattare pazienti che sono già intubati, sarebbe possibile farlo giungere direttamente nel polmone. ”
Griffiths e Honko sono particolarmente affascinati dalle nanospugne come una nuova piattaforma per il trattamento di tutti i tipi di infezioni virali.
“L’aspetto ad ampio spettro di questo è eccezionalmente attraente”, afferma Griffiths. I ricercatori affermano che la nanosponge potrebbe essere facilmente adattata per ospitare altri tipi di membrane cellulari preferite da altri virus, creando molte nuove opportunità per utilizzare la tecnologia contro altre infezioni difficili da trattare come l’influenza e persino mortali febbri emorragiche causate da Ebola, Marburg o virus Lassa.
“Sono interessato a vedere fino a che punto possiamo spingere questa tecnologia”, afferma Honko.
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