Las infecciones virales matan a millones de personas en todo el mundo cada año, pero los medicamentos antivirales disponibles actualmente son limitados, ya que actúan principalmente contra uno o un pequeño puñado de virus relacionados. Existen algunos medicamentos de amplio espectro que impiden la entrada viral a las células sanas, peroPor lo general, deben tomarse continuamente para prevenir la infección, y la resistencia a través de la mutación viral es un riesgo grave.
Ahora, un grupo internacional de investigadores que incluye al profesor de química de la UIC, Petr Kral, ha diseñado nuevas nanopartículas antivirales que se unen a una variedad de virus, incluido el virus del herpes simple, el virus del papiloma humano, el virus sincitial respiratorio y el dengue y los lentivirus. A diferencia de otrosantivirales de amplio espectro, que simplemente evitan que los virus infecten las células, las nuevas nanopartículas destruyen los virus.
Los hallazgos del equipo se informan en la revista Materiales de la naturaleza .
Las nuevas nanopartículas imitan una proteína de la superficie celular llamada proteoglicano de sulfato de heparina HSPG. Una porción significativa de virus, incluido el VIH, ingresa e infecta células sanas al unirse primero a HSPG en la superficie celular. Los medicamentos existentes que imitan HSPG se unen ale impedir que se una a las células, pero la fuerza del enlace es relativamente débil. Estos medicamentos tampoco pueden destruir los virus y los virus pueden reactivarse cuando disminuye la concentración del medicamento.
Kral y sus colegas, incluida Lela Vukovic, profesora asistente de química en la Universidad de Texas en El Paso y autora del artículo, buscaron diseñar una nueva nanopartícula antiviral basada en HSPG, pero que se uniera más estrechamentea partículas virales y destruirlas al mismo tiempo.
Para diseñar a medida las nanopartículas antivirales, los grupos de Kral y Vukovic trabajaron de la mano con experimentadores, expertos en virus y bioquímicos de Suiza, Italia, Francia y la República Checa.
"Conocíamos la composición general de los dominios virales de unión a HSPG a los que deberían unirse las nanopartículas, y las estructuras de las nanopartículas, pero no entendimos por qué las diferentes nanopartículas se comportan de manera tan diferente en términos de fuerza de unión y prevención de la entrada viral encélulas ", dijo Kral.
A través de elaboradas simulaciones, Kral y sus colegas ayudaron a resolver estos problemas y guiaron a los experimentadores a ajustar el diseño de nanopartículas para que funcionen mejor.
Los investigadores utilizaron técnicas avanzadas de modelado computacional para generar estructuras precisas de varios virus y nanopartículas objetivo hasta la ubicación de cada átomo. Una comprensión profunda de las interacciones entre grupos individuales de átomos dentro de los virus y las nanopartículas permitió a los investigadores estimar la fuerzay la permanencia de los enlaces potenciales que podrían formarse entre las dos entidades, y les ayudó a predecir cómo el enlace podría cambiar con el tiempo y eventualmente destruir el virus.
El "borrador" final del equipo de la nanopartícula antiviral podría unirse irreversiblemente a una variedad de virus y causar deformaciones letales a los virus, pero no tuvo efecto en tejidos o células sanos. Los experimentos in vitro con las nanopartículas demostraron queunido irreversiblemente al virus del herpes simple, el virus del papiloma humano, el virus sincitial, el virus del dengue y el lentivirus.
"Pudimos proporcionar los datos necesarios al equipo de diseño para que pudieran desarrollar un prototipo de lo que esperamos sea un antiviral de amplio espectro muy efectivo y seguro que pueda usarse para salvar vidas", dijo Kral.
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Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Chicago . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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