Pesquisadores da Pritzker School of Molecular Engineering (PME) da University of Chicago desenvolveram um tratamento potencial completamente novo para COVID-19: nanoparta­culas que capturam os va­rus SARS-CoV-2 dentro do corpo e, em seguida, usam o pra³prio sistema imunológico do corpo para destruir isto.

Esses "nanotrapos" atraem o va­rus imitando as células-alvo que o va­rus infecta. Quando o va­rus se liga a s Nanotraps, as armadilhas sequestram o va­rus de outras células e o direcionam para a destruição pelo sistema imunológico .

Em teoria, esses nanotraps também poderiam ser usados ​​em variantes do va­rus, levando a uma nova forma potencial de inibir o va­rus no futuro. Embora a terapia permanea§a nos esta¡gios iniciais de teste, os pesquisadores prevaªem que ela pode ser administrada por meio de um spray nasal como tratamento para COVID-19.

Os resultados foram publicados em 19 de abril na revista Matter .

"Desde o ini­cio da pandemia, nossa equipe de pesquisa tem desenvolvido esta nova forma de tratar COVID-19", disse Asst. Prof. Jun Huang, cujo laboratório conduziu a pesquisa. "Fizemos testes rigorosos para provar que essas Nanotraps funcionam e estamos entusiasmados com seu potencial."

Para projetar a Nanotrap, a equipe de pesquisa - liderada pelo pa³s-doutorado Min Chen e pela estudante Jill Rosenberg - investigou o mecanismo que o SARS-CoV-2 usa para se ligar a s células: uma protea­na semelhante a um pico em suasuperfÍcie que se liga a uma protea­na Protea­na do receptor ACE2.

Para criar uma armadilha que se ligaria ao va­rus da mesma maneira, eles projetaram nanoparta­culas com uma alta densidade de protea­nas ACE2 em suasuperfÍcie. Da mesma forma, eles projetaram outras nanoparta­culas com anticorpos neutralizantes em suassuperfÍcies. (Esses anticorpos são criados dentro do corpo quando alguém éinfectado e são projetados para se prenderem ao coronava­rus de várias maneiras).

Tanto as protea­nas ACE2 quanto os anticorpos neutralizantes tem sido usados ​​em tratamentos para COVID-19, mas, ao anexa¡-los a s nanoparta­culas, os pesquisadores criaram um sistema ainda mais robusto para capturar e eliminar o va­rus.

Feitas de polímeros e fosfolipa­dios aprovados pelo FDA, as nanoparta­culas tem cerca de 500 nana´metros de dia¢metro - muito menores do que uma canãlula. Isso significa que as Nanotraps podem alcana§ar mais áreas dentro do corpo e capturar o va­rus de forma mais eficaz.

Os pesquisadores testaram a segurança do sistema em um modelo de camundongo e não encontraram toxicidade. Eles então testaram os nanotraps contra um pseudova­rus - um modelo menos potente de um va­rus que não se replica - em células de pulma£o humano em placas de cultura de tecidos e descobriram que eles bloquearam completamente a entrada nas células.

Uma vez que o pseudova­rus se ligou a  nanoparta­cula - o que em testes demorou cerca de 10 minutos após a injeção - as nanoparta­culas usaram uma molanãcula que chama os macra³fagos do corpo para engolfar e degradar a Nanotrap. Os macra³fagos geralmente comem nanoparta­culas dentro do corpo, mas a molanãcula da Nanotrap acelera o processo. As nanoparta­culas foram depuradas e degradadas em 48 horas.

Os pesquisadores também testaram as nanoparta­culas com um pseudova­rus em um sistema de perfusão pulmonar ex vivo - um par de pulmaµes doados que são mantidos vivos com um ventilador - e descobriram que elas bloquearam completamente a infecção nos pulmaµes.

Eles também colaboraram com pesquisadores do Laborata³rio Nacional de Argonne para testar as nanotrapes com um va­rus vivo (em vez de um pseudova­rus) em um sistema in vitro. Eles descobriram que seu sistema inibia o va­rus 10 vezes melhor do que anticorpos neutralizantes ou ACE2 solaºvel sozinho.

Em seguida, os pesquisadores esperam testar o sistema, incluindo mais testes com um va­rus vivo e nas muitas variantes do va­rus.

"Isso éo que étão poderoso sobre esta Nanotrap", disse Rosenberg. "a‰ facilmente modulado. Podemos trocar diferentes anticorpos ou protea­nas ou direcionar diferentes células do sistema imunológico, com base no que precisamos com novas variantes."

As nanotrapas podem ser armazenadas em um freezer padrãoe podem ser administradas por meio de um spray intranasal, que as colocaria diretamente no sistema respirata³rio e as tornaria mais eficazes.

Os pesquisadores afirmam que também épossí­vel servir como vacina otimizando a formulação da Nanotrap, criando um sistema terapaªutico definitivo para o va­rus.

"Este éo ponto de partida", disse Huang. "Queremos fazer algo para ajudar o mundo."

A pesquisa envolveu colaboradores de vários departamentos, incluindo química, biologia e medicina.