Científicos desarrollan esponjas microscópicas que absorben y neutralizan el coronavirus

Unas nanopartículas envueltas en las membranas de células pulmonares humanas y membranas de las células inmunes humanas son capaces de atraer y neutralizar el virus SARS-CoV-2 en cultivo celular, haciendo que el virus pierda su capacidad de secuestrar las células huésped y reproducirse.

Los “nanoesponjas” fueron desarrollados por ingenieros de la UC San Diego (La Jolla, CA, EUA) y fueron ensayadas por investigadores de la Universidad de Boston (Boston, MA, EUA), creando una nueva dirección para luchar contra la COVID-19. Los investigadores llaman a sus partículas a nanoescala “nanoesponjas” porque absorben patógenos y toxinas dañinas. Cada nanoesponja COVID-19, que es mil veces más pequeña que el ancho de un cabello humano, consiste en un núcleo de polímero recubierto en membranas celulares extraídas de células epiteliales de pulmón tipo II o células de macrófagos. Las membranas cubren las esponjas con los mismos receptores de proteínas que las células que suplantan y esto incluye inherentemente cualquier receptor que el SARS-CoV-2 use para ingresar a las células del cuerpo.

Los investigadores prepararon varias concentraciones diferentes de nanoesponjas en solución para probar contra el nuevo coronavirus. En experimentos de laboratorio, los tipos de nanoesponjas tanto de células pulmonares como inmunes causaron que el virus SARS-CoV-2 perdiera casi el 90% de su “infectividad viral” de una manera dependiente de la dosis. En lugar de atacar al virus en sí, estas nanoesponjas fueron diseñadas para proteger a las células sanas que el virus invade. Además, las nanoesponjas envueltas en fragmentos de las membranas externas de los macrófagos también podrían absorber las proteínas inflamatorias de las citoquinas, implicadas en algunos de los aspectos más peligrosos de la COVID-19 y son impulsadas por la respuesta inmune a la infección.

En los próximos meses, los investigadores evaluarán la eficacia de estas nanoesponjas en modelos animales. Los investigadores ya demostraron la seguridad a corto plazo en las vías respiratorias y los pulmones de los ratones, y esperan probar estas nanoesponjas de COVID-19 en humanos lo antes posible. Los investigadores también esperan que estas nanoesponjas funcionen contra cualquier nuevo coronavirus o incluso otros virus respiratorios, incluido cualquier virus que pueda desencadenar la próxima pandemia respiratoria. Además, el equipo de investigación planea estudiar si las esponjas de macrófagos también tienen la capacidad de calmar las tormentas de citoquinas en pacientes con COVID-19. Si las esponjas alcanzan la etapa de ensayo clínico, existen múltiples formas potenciales de administrar la terapia que incluyen la administración directa al pulmón para pacientes intubados, a través de un inhalador como se hace para los pacientes asmáticos o por vía intravenosa, especialmente para tratar la complicación de la tormenta de citoquinas.

“Tradicionalmente, los desarrolladores de medicamentos para enfermedades infecciosas profundizan en los detalles del patógeno para encontrar objetivos farmacológicos. Nuestro enfoque es diferente. Solo necesitamos saber cuáles son las células objetivo. Y luego nuestro objetivo es proteger los objetivos mediante la creación de señuelos biomiméticos”, dijo Liangfang Zhang, profesor de nanoingeniería en la Facultad de Ingeniería Jacobs de la Universidad de California en San Diego. “Otro aspecto interesante de nuestro enfoque es que incluso cuando el SARS-CoV-2 muta, siempre y cuando el virus pueda invadir las células que imitamos, nuestro enfoque de nanoesponja debería funcionar. No estoy seguro de que esto se pueda decir de algunas de las vacunas y terapias que están en desarrollo actualmente”.

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UC San Diego
Universidad de Boston