Diseñan nanopartículas basadas en proteínas que neutralizan el virus de la COVID
Investigadores de la UAB han desarrollado nanoestructures esféricas, biocompatibles y estables que se unen a la proteína spike del SARS-CoV2 con una alta afinidad e impiden la infección de las células. La estrategia modular y de autoensamblaje que han usado permitiría adaptarlas para combatir otros virus y diseñar moléculas con una gran capacidad antiviral. La investigación se ha publicado en la revista ACS Applied Materials & Interfaces.
Los nanomateriales inspirados en proteínas amiloides están ganando interés en nanotecnología, por su modularidad, autoensamblaje controlado y estabilidad. Una ventaja clave de estos materiales es la posibilidad de incorporar moléculas proteicas con la funcionalidad deseada mediante diseño genético. Pero muchos no son adecuados para aplicaciones biomédicas, ya que son insolubles y no se pueden administrar en fluidos corporales.
Investigadores de la UAB han desarrollado un nuevo tipo de nanopartículas inspiradas en la estructura de los amiloides, capaces de neutralizar el virus SARS-CoV2. Las nanoestructuras, que han denominado OligoBinders, son solubles, biocompatibles y estables en plasma y tienen una gran potencia de unión con las partículas víricas. Esta unión bloquea la interacción entre la proteína de la espícula (spike) del virus y el receptor ACE2 situado en la membrana de las células que causa la COVID-19.
La investigación, publicada en la revista ACS Applied Materials & Interfaces, la han dirigido Salvador Ventura y Susanna Navarro, investigadores del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular y del Instituto de Biotecnología y de Biomedicina (IBB) de la UAB.
Para desarrollar las nanopartículas, los investigadores han explotado la capacidad de autoensamblaje de un pequeño péptido de levadura llamado Sup35, al que han fusionado dos miniproteínas, LCB1 y LCB3. Estas miniproteínas están formadas por tres hélices, son muy estables y establecen múltiples contactos con la proteína vírica.
El enfoque modular que han utilizado les ha permitido diseñar dos nanopartículas esféricas que en su superficie exponen, cada una de ellas, más de 20 copias de LCB1 o de LCB3. «Esto las dota de una gran avidez por el virus y hace que se unan simultáneamente a varias proteínas spike», explica Susanna Navarro.
Los investigadores, que han hecho su estudio en partículas similares al virus SARS-CoV2 (SC2-VLP), destacan la gran potencia inhibitoria de estas nuevas nanopartículas y su potencial como una alternativa eficiente a la utilización de anticuerpos monoclonales para la captura o neutralización del virus.
Las nanoesferas desarrolladas pueden tener aplicación tanto en biomedicina, por ejemplo en tratamientos autoadministrados por vía nasal, como en biotecnología, para la producción de kits de diagnóstico, o también como potencial agente profiláctico. Su producción a gran escala sería fácil y no costosa, ya que su ensamblaje se produce espontáneamente después de la incubación de las moléculas.
«La estrategia modular que proponemos podría adaptarse para otros virus de interés, incorporando la región inhibitoria correspondiente a la nanopartícula. Además, ofrece la posibilidad de construir nanopartículas que combinen dos o más regiones funcionales, que simultáneamente se dirijan a diferentes dianas de un mismo virus, para crear en el futuro moléculas con actividades antivirales potenciadas», señala Salvador Ventura.
En la investigación han participado también Molood Behbahanipour, del grupo de investigación de la IBB, y Roger Benoit, del Laboratorio de Biología a Nanoescala en el Paul Scherrer Institute de Suiza.
Artículo: 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
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