Dissenyen nanopartícules basades en proteïnes que neutralitzen el virus de la covid
Investigadors de la UAB han desenvolupat nanoestructures esfèriques, biocompatibles i estables que s’uneixen a la proteïna spike del SARS-CoV2 amb una alta afinitat i impedeixen la infecció de les cèl·lules. L’estratègia modular i d’autoassemblatge que han fet servir permetria adaptar-les per combatre altres virus i dissenyar molècules amb una gran capacitat antiviral. La recerca s'ha publicat a la revista ACS Applied Materials & Interfaces.
Els nanomaterials inspirats en proteïnes amiloides van guanyant interès en nanotecnologia, per la seva modularitat, autoassemblatge controlat i estabilitat. Un avantatge clau d’aquests materials és la possibilitat d’incorporar-hi molècules proteiques amb la funcionalitat desitjada mitjançant disseny genètic. Però molts no són adequats per a aplicacions biomèdiques, ja que són insolubles i no es poden administrar en fluids corporals.
Investigadors de la UAB han desenvolupat un nou tipus de nanopartícules inspirades en l’estructura dels amiloides, capaces de neutralitzar el virus SARS-CoV2. Les nanoestructures, que han denominat OligoBinders, són solubles, biocompatibles i estables en plasma i tenen una gran potència d’unió amb les partícules víriques. Aquesta unió bloqueja la interacció entre la proteïna de l’espícula (spike) del virus i el receptor ACE2 situat a la membrana de les cèl·lules que causa la COVID-19.
La recerca, publicada a la revista ACS Applied Materials & Interfaces, l’han dirigida Salvador Ventura i Susanna Navarro, investigadors del Departament de Bioquímica i Biologia Molecular i de l’Institut de Biotecnologia i de Biomedicina (IBB) de la UAB.
Per desenvolupar les nanopartícules, els investigadors han explotat la capacitat d’autoassemblatge d’un pèptid petit de llevat anomenat Sup35, al qual han fusionat dues miniproteïnes, LCB1 i LCB3. Aquestes miniproteïnes estan formades per tres hèlixs, són molt estables i estableixen múltiples contactes amb la proteïna vírica.
L’enfocament modular que han emprat els ha permès dissenyar dues nanopartícules esfèriques que a la superfície exposen, cadascuna d’elles, més de 20 còpies d’LCB1 o d’LCB3. «Això les dota d’una gran avidesa pel virus i fa que s’uneixin simultàniament a diverses proteïnes spike», explica Susanna Navarro.
CEls investigadors, que han fet l’estudi en partícules similars al virus SARS-CoV2 (SC2-VLP), destaquen la gran potència inhibitòria d’aquestes noves nanopartícules i el seu potencial com una alternativa eficient a la utilització d’anticossos monoclonals per a la captura o neutralització del virus.
Les nanoesferes desenvolupades poden tenir aplicació tant en biomedicina, com ara en tractaments autoadministrats per via nasal, com en biotecnologia, per a la producció d’equips de diagnòstic, o com a potencial agent profilàctic. La seva producció a gran escala seria fàcil i no costosa, ja que el seu assemblatge es produeix espontàniament després de la incubació de les molècules.
«L’estratègia modular que proposem podria adaptar-se per a altres virus d’interès, incorporant la regió inhibitòria corresponent a la nanopartícula. A més, ofereix la possibilitat de construir nanopartícules que combinin dues o més regions funcionals, que simultàniament s’adrecin a diferents dianes d’un mateix virus, per crear en el futur molècules amb activitats antivirals potenciades», assenyala Salvador Ventura.
En la recerca han participat també Molood Behbahanipour, del grup de recerca de l’IBB, i Roger Benoit, del Laboratori de Biologia a Nanoescala al Paul Scherrer Institute de Suïssa.
Article: Molood Behbahanipour, Roger Benoit, Susanna Navarro, and Salvador Ventura. OligoBinders: Bioengineered Soluble Amyloid-like Nanoparticles to Bind and Neutralize SARS-CoV-2, ACS Applied Materials & Interfaces. DOI: 10.1021/acsami.2c18305