Le nanoesche realizzate da cellule sferoidi polmonari umane (LSC) possono legarsi e neutralizzare SARS-CoV-2, promuovendo l’annientamento virale e riducendo il danno polmonare in un macaco con COVID-19. Imitando il recettore a cui si lega il virus, invece di prendere di mira il virus stesso, la terapia con nanoesche potrebbe rimanere efficace contro le varianti emergenti del virus.
Il SARS-CoV-2 entra in una cellula quando la sua proteina spike si lega al recettore dell’enzima di conversione dell’angiotensina 2 (ACE2) sulla superficie della cellula. Anche le LSC, una miscela naturale di cellule staminali epiteliali polmonari e cellule mesenchimali, esprimono ACE2, rendendole un veicolo perfetto per ingannare il SARS-CoV-2.
Ke Cheng, autore corrispondente della ricerca: “Se si pensa alla proteina spike come a una chiave e al recettore ACE2 della cellula come a un lucchetto, allora quello che stiamo facendo con le nanoesche è travolgere il virus con lucchetti falsi in modo che non possa trovare quelli che gli permettono di entrare nelle cellule polmonari. I falsi lucchetti legano e intrappolano il SARS-CoV-2, impedendogli di infettare le cellule e replicarsi, e il sistema immunitario del corpo si prende cura del resto”.
Cheng eRandall B. Terry Jr., Professore in Medicina Rigenerativa presso la North Carolina State University e professore presso il Dipartimento congiunto di ingegneria biomedica NC State/UNC-Chapel Hill e colleghi, di NC State e UNC-CH, hanno convertito singole LSC in nanovescicole o minuscole bolle di membrana cellulare con recettori ACE2 e altre proteine specifiche delle cellule polmonari sulla superficie.
SARS-CoV-2 e nanoesche: la ricerca e test
Hanno confermato che la proteina spike si è legata ai recettori ACE2 sui richiami in vitro, quindi hanno utilizzato un virus mimico SARS-Co-V-2 fabbricato per i test in vivo su un topo. I richiami sono stati consegnati tramite terapia inalatoria.
Nei topi, le nanoesche sono rimaste nei polmoni per 72 ore dopo una dose e con conseguente eliminazione accelerata del virus mimico. Infine, un’organizzazione di ricerca a contratto ha condotto uno studio pilota su un modello di macaco e ha scoperto che la terapia inalatoria con le nanoesche accelera l’annientamento virale e riduce l’infiammazione e la fibrosi nei polmoni.
Sebbene non sia stata rilevata alcuna tossicità nello studio sui topi o sui macachi, saranno necessari ulteriori studi per tradurre questa terapia per i test sull’uomo e determinare esattamente come le nanoesche vengono eliminate dal corpo.
Cheng: “Queste nanoesche sono essenzialmente fantasmi cellulari e un LSC può generarne circa 11.000. La distribuzione di milioni di questi richiami aumenta esponenzialmente la superficie dei siti di legame falsi per intrappolare il virus e le loro piccole dimensioni li trasformano sostanzialmente in piccoli snack per i macrofagi, quindi vengono eliminati in modo molto efficiente“.
I ricercatori sottolineano altri tre vantaggi delle nanoesche LSC. In primo luogo, possono essere somministrate in modo non invasivo nei polmoni tramite terapia inalatoria. In secondo luogo, poiché le nanoesche sono acellulari (non c’è nulla che viva all’interno) possono essere facilmente conservate e rimanere stabili più a lungo, consentendo l’uso standard.
Infine, le LSC sono già in uso in altri studi clinici, quindi c’è una maggiore probabilità di poterle usare nel prossimo futuro, continua Cheng: “Concentrandoci sulle difese del corpo piuttosto che su un virus che continuerà a mutare, abbiamo il potenziale per creare una terapia che sarà utile a lungo termine. Finché il SARS-CoV-2 deve entrare nella cellula polmonare, possiamo continuare a ingannarlo”.
La ricerca appare su Nature Nanotechnology ed è stata supportata dal National Institutes of Health e dall’American Heart Association. Il dottor Jason Lobo, pneumologo dell’UNC-CH, è coautore dell’articolo.
