Para infectar a sus víctimas, la influenza A se dirige a los pulmones, donde se adhiere al ácido siálico en la superficie de las células. Por lo tanto, los investigadores crearon el señuelo perfecto: una nanopartícula esférica cuidadosamente construida recubierta con ácido siálico atrae al virus de la influenza A a su destino.Cuando se empaña con los pulmones, la nanopartícula atrapa la gripe A y la mantiene hasta que el virus se autodestruye.
En un estudio en ratones inmunocomprometidos, el tratamiento redujo la mortalidad por influenza A del 100% al 25% durante 14 días. El enfoque novedoso, que es radicalmente diferente de las vacunas existentes contra la influenza A, y los tratamientos basados en inhibidores de la neuraminidasa, podrían serextendido a una gran cantidad de virus que utilizan un enfoque similar para infectar a los humanos, como el zika, el VIH y la malaria. Los resultados se publicaron en la edición avanzada en línea de la revista Nanotecnología de la naturaleza .
"En lugar de bloquear el virus, imitamos su objetivo, es un enfoque completamente nuevo", dijo Robert Linhardt, experto en glucoproteínas y profesor del Instituto Politécnico Rensselaer que dirigió la investigación. "Es eficaz con la gripe y tenemos razones paracree que funcionará con muchos otros virus. Esto podría ser terapéutico en los casos en que la vacuna no sea una opción, como la exposición a una cepa no anticipada o con pacientes inmunocomprometidos ".
El proyecto es una colaboración entre investigadores del Centro de Biotecnología y Estudios Interdisciplinarios CBIS en Rensselaer y varias instituciones en Corea del Sur, incluida la Universidad Nacional de Kyungpook. El autor principal Seok-Joon Kwon, científico investigador del CBIS, coordinó el proyecto a través de las fronteras, permitiendo a las instituciones surcoreanas probar un medicamento diseñado y caracterizado en Rensselaer. Los autores incluyeron a Kwon, Linhardt, Ravi S. Kane, Jonathan S. Dordick, Marc Douaisi y Fuming Zhang en Rensselaer; e investigadores coreanos Kyung Bok Lee, Dong HeeNa, Jong Hwan Kwak, Eun Ji Park, Jong-Hwan Park, Hana Youn y Chang-Seon Song.
Para acceder al interior de una célula y replicarse, la influenza A primero debe unirse a la superficie celular, y luego liberarse. Se une con la proteína hemaglutinina y se corta con la enzima neuraminidasa. La influenza A produce numerosas variacionescada uno de hemaglutinina y neuraminidasa, todos los cuales son antígenos dentro del patógeno que provocan una respuesta del sistema inmune.Las cepas de influenza A se caracterizan de acuerdo con la variación de hemaglutinina y neuraminidasa que llevan, por lo tanto, el origen de las designaciones familiares H1N1 o H3N2.
Existen medicamentos para contrarrestar el virus, pero todos son vulnerables a la continua evolución antigénica del virus. Una vacuna anual es efectiva solo si coincide con la cepa del virus que infecta el cuerpo. Y el virus ha demostrado ser capaz de desarrollarseresistencia a una clase de terapias basadas en inhibidores de neuraminidasa, que se unen y bloquean la neuraminidasa.
La nueva solución se dirige a un aspecto de la infección que no cambia: todas las variedades de hemaglutinina de influenza A deben unirse al ácido siálico humano. Para atrapar el virus, el equipo diseñó un dendrímero, una nanopartícula esférica con ramas en forma de árbol que emanan de su núcleo.En las ramas más externas, unieron moléculas o "ligandos" de ácido siálico.
La investigación encontró que el tamaño del dendrímero y el espacio entre los ligandos es parte integral de la función de la nanopartícula. La hemaglutinina ocurre en grupos de tres, o "trímeros", en la superficie del virus, y los investigadores encontraron que unel espaciamiento de 3 nanómetros entre ligandos resultó en la unión más fuerte a los trímeros. Una vez unida al dendrímero densamente empaquetado, la neuraminidasa viral no puede cortar el enlace. La capa del virus contiene millones de trímeros, pero la investigación reveló que solo unos pocosLos enlaces provocan que el virus descargue su carga genética y finalmente se autodestruya.
Un enfoque diferente, usando una nanopartícula menos estructurada, se había probado previamente en investigaciones no relacionadas, pero la nanopartícula seleccionada resultó ser tóxica y podría ser inactivada por la neuraminidasa. El nuevo enfoque es mucho más prometedor.
"El mayor logro fue diseñar una arquitectura que esté optimizada para unirse tan fuertemente a la hemaglutinina que la neuraminidasa no puede introducirse y liberar el virus", dijo Linhardt. "Está atrapado".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Politécnico Rensselaer RPI . Original escrito por Mary L. Martialay. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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