Hasta la fecha, no existen antídotos efectivos contra la mayoría de las infecciones virales. Un equipo de investigación interdisciplinario de la Universidad Técnica de Munich TUM ha desarrollado un nuevo enfoque: engullen y neutralizan virus con nanocápsulas fabricadas a partir de material genético utilizando elMétodo de origami de ADN. La estrategia ya se ha probado contra la hepatitis y los virus adenoasociados en cultivos celulares. También puede resultar eficaz contra los virus corona.
Existen antibióticos contra bacterias peligrosas, pero pocos antídotos para tratar infecciones virales agudas. Algunas infecciones se pueden prevenir mediante la vacunación, pero desarrollar nuevas vacunas es un proceso largo y laborioso.
Ahora un equipo de investigación interdisciplinario de la Universidad Técnica de Múnich, el Helmholtz Zentrum München y la Universidad de Brandeis EE. UU. Está proponiendo una estrategia novedosa para el tratamiento de infecciones virales agudas: el equipo ha desarrollado nanoestructuras hechas de ADN, la sustancia queconstituye nuestro material genético, que puede atrapar virus y volverlos inofensivos.
nanoestructuras de ADN
Incluso antes de que la nueva variante del virus corona detuviera al mundo, Hendrik Dietz, profesor de Nanotecnología Biomolecular en el Departamento de Física de la Universidad Técnica de Munich, y su equipo estaban trabajando en la construcción de objetos del tamaño de un virus que ensamblanellos mismos.
En 1962, el biólogo Donald Caspar y el biofísico Aaron Klug descubrieron los principios geométricos según los cuales se construyen las envolturas proteicas de los virus. Basándose en estas especificaciones geométricas, el equipo de Hendrik Dietz en la Universidad Técnica de Munich, con el apoyo de SethFraden y Michael Hagan de la Universidad de Brandeis en los EE. UU., Desarrollaron un concepto que hizo posible producir cuerpos huecos artificiales del tamaño de un virus.
En el verano de 2019, el equipo preguntó si esos cuerpos huecos también podrían usarse como una especie de "trampa de virus". Si estuvieran revestidos con moléculas que unen virus en el interior, deberían poder unir virusherméticamente y así poder sacarlos de la circulación. Sin embargo, para esto, los cuerpos huecos también deberían tener aberturas suficientemente grandes a través de las cuales los virus puedan ingresar a las conchas.
"Ninguno de los objetos que habíamos construido con la tecnología de origami de ADN en ese momento habría podido engullir un virus completo; eran simplemente demasiado pequeños", dice Hendrik Dietz en retrospectiva. "Construyendo cuerpos huecos estables de este tamañofue un gran desafío ".
El kit para trampa de virus
A partir de la forma geométrica básica del icosaedro, un objeto formado por 20 superficies triangulares, el equipo decidió construir los cuerpos huecos para la trampa de virus a partir de placas triangulares tridimensionales.
Para que las placas de ADN se ensamblen en estructuras geométricas más grandes, los bordes deben estar ligeramente biselados. La elección y el posicionamiento correctos de los puntos de unión en los bordes aseguran que los paneles se autoensamblen en los objetos deseados.
"De esta manera, ahora podemos programar la forma y el tamaño de los objetos deseados usando la forma exacta de las placas triangulares", dice Hendrik Dietz. "Ahora podemos producir objetos con hasta 180 subunidades y lograr rendimientos de hasta95 por ciento. La ruta allí, sin embargo, era bastante rocosa, con muchas iteraciones. "
los virus se bloquean de forma fiable
Al variar los puntos de unión en los bordes de los triángulos, los científicos del equipo no solo pueden crear esferas huecas cerradas, sino también esferas con aberturas o medias carcasas. Estas se pueden usar como trampas de virus.
En cooperación con el equipo de la profesora Ulrike Protzer, jefa del Instituto de Virología de TUM y directora del Instituto de Virología del Helmholtz Zentrum München, el equipo probó las trampas de virus en virus adenoasociados y núcleos del virus de la hepatitis B.
"Incluso una media capa simple del tamaño correcto muestra una reducción medible en la actividad del virus", dice Hendrik Dietz. "Si colocamos cinco sitios de unión para el virus en el interior, por ejemplo, anticuerpos adecuados, ya podemos bloquear lavirus en un 80 por ciento, si incorporamos más, logramos un bloqueo completo ".
Para evitar que las partículas de ADN se degraden inmediatamente en los fluidos corporales, el equipo irradió los bloques de construcción terminados con luz ultravioleta y trató el exterior con polietilenglicol y oligolisina. Por lo tanto, las partículas se mantuvieron estables en el suero de ratón durante 24 horas.
Un principio de construcción universal
Ahora el siguiente paso es probar los componentes básicos en ratones vivos. "Estamos muy seguros de que este material también será bien tolerado por el cuerpo humano", dice Dietz.
"Las bacterias tienen un metabolismo. Podemos atacarlas de diferentes maneras", dice la profesora Ulrike Protzer. "Los virus, por otro lado, no tienen su propio metabolismo, por lo que los medicamentos antivirales casi siempre se dirigen contra unenzima en un solo virus. Tal desarrollo lleva tiempo. Si la idea de eliminar virus simplemente mecánicamente se puede realizar, esto sería ampliamente aplicable y, por lo tanto, un avance importante, especialmente para los virus emergentes.
Los materiales de partida para las trampas de virus se pueden producir biotecnológicamente en masa a un costo razonable. "Además de la aplicación propuesta como trampa de virus, nuestro sistema programable también crea otras oportunidades", dice Hendrik Dietz.concebible utilizarlo como portador de antígenos multivalentes para vacunas, como portador de ADN o ARN para terapia génica o como vehículo de transporte de fármacos ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Técnica de Munich TUM . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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