Enquanto aguardam as vacinas para o Covid-19 (o primeiro lote da russa em duas semanas), cientistas da UC San Francisco estão desenvolvendo uma nova abordagem para impedir a propagação do vírus.
Uma equipe de pesquisadores liderada por Michael Schoof projetou nanocods sintéticos prontos para produção que quebram o mecanismo SARS-CoV-2 que permite que o vírus infecte nossas células. Em uma formulação de aerossol que eles testaram, apelidada de "AeroNabs" pelos pesquisadores, essas moléculas podem ser auto-administradas com um spray nasal ou inalador.
Conforme relatado em um novo documento, agora disponível no servidor de pré-impressão bioRxiv, experimentos in vivo mostram que a molécula está entre os antivirais SARS-CoV-2 mais potentes descobertos até agora.
AeroNabs, uma máscara para inalar
Usado uma vez por dia, os AeroNabs podem fornecer proteção poderosa e confiável contra SARS-CoV-2 até que uma vacina esteja disponível.
A equipe de pesquisa já está discutindo ativamente com parceiros de negócios para aumentar a produção e os testes clínicos dos AeroNabs. Se esses testes forem bem-sucedidos, os cientistas pretendem tornar o AeroNabs amplamente disponível como um medicamento de venda livre acessível para prevenir e tratar Covid-19.
É muito mais eficaz do que máscaras. AeroNabs é uma forma molecular de equipamento de proteção individual que pode atuar como um tampão importante até que as vacinas forneçam uma solução permanente para Covid-19
Peter Walter, co-inventor do AeroNabs, PhD, professor de bioquímica e biofísica na UCSF e pesquisador do Howard Hughes Medical Institute.
AeroNabs pode ser uma linha de defesa ao longo da vida, mesmo para aqueles que não podem acessar ou responder às vacinas SARS-CoV-2. Com um simples spray nasal, eles evitariam o problema.
Design inspirado nos nanocorpos de lhamas
Embora projetados inteiramente em laboratório, os AeroNabs foram inspirados por nanocorfos, proteínas imunes semelhantes a anticorpos encontradas naturalmente em lhamas, camelos e animais relacionados.
Desde sua descoberta em um laboratório belga no final da década de 80, as propriedades distintivas dos nanocorpos têm intrigado cientistas de todo o mundo.
“Embora funcionem de maneira muito semelhante aos anticorpos encontrados no sistema imunológico humano, os nanocorpos oferecem vários benefícios exclusivos para terapias eficazes contra o SARS-CoV-2”. Dizer que é o co-inventor Aashish Manglik, MD, PhD, professor assistente de química farmacêutica que freqüentemente emprega nanocorpos como uma ferramenta em sua pesquisa sobre a estrutura e função das proteínas que enviam e recebem sinais através da membrana celular.
As vantagens dos nanocorpos
Para começar, os nanocods são uma ordem de magnitude menores do que os anticorpos humanos, o que os torna mais fáceis de manipular e modificar em laboratório.
Seu tamanho pequeno e estrutura relativamente simples também os tornam significativamente mais estáveis do que os anticorpos de outros mamíferos. Além disso, ao contrário dos anticorpos humanos, os nanocods podem ser produzidos em massa de forma fácil e econômica: Os cientistas inserem os genes que contêm os projetos moleculares para construir os nanocorpos em E. coli ou levedura e transformam esses micróbios em fábricas de nanocorpos de alto rendimento. O mesmo método tem sido usado com segurança por décadas para produzir insulina em massa.
Manglik afirma que “os nanocorpos foram apenas o ponto de partida para nós. Embora já com muito desempenho, pensamos que poderíamos melhorá-los através da engenharia de proteínas. Isso acabou levando ao desenvolvimento do AeroNabs "
Proteína Spike é a chave para a infecção
O SARS-CoV-2 depende de suas chamadas proteínas de pico para infectar células. Essas proteínas pontilham a superfície do vírus e dão a ele uma aparência de coroa quando vistas através de um microscópio eletrônico (daí o nome "coronavírus ") As pontas, no entanto, são mais do que apenas decoração - são a chave essencial que permite que o vírus entre em nossas células.
Como uma ferramenta retrátil, as pontas podem passar de um estado fechado e inativo para um estado aberto e ativo. Quando qualquer um dos aproximadamente 25 "pinos" de uma partícula viral se torna ativo, os três "domínios de ligação ao receptor" ou RBD desse "pino" são expostos e estão prontos para se ligar ao ACE2, um receptor encontrado em células humanas.
Os pesquisadores da UCSF acreditavam que, se pudessem encontrar nanocorpos que impedissem as interações spike-ACE2, impediriam que o vírus infectasse as células.
Para encontrar candidatos eficazes, os cientistas analisaram mais de 2 bilhões de nanocodilos sintéticos. Após sucessivas rodadas de testes, a equipe reduziu os candidatos a 21 nanocodilos capazes de impedir que a proteína spike interaja com o ACE2.
Verônica Rezelj, PhD, virologista no laboratório de Marco Vignuzzi, PhD, no Institut Pasteur em Paris, testou os três nanocorpos mais promissores contra SARS-CoV-2 vivo e descobriu que os nanocods são extraordinariamente potentes, prevenindo a infecção mesmo em doses baixas.
Enrole as "chaves" e evite que elas entrem no "buraco da fechadura".
O mais potente desses nanocorpos, no entanto, não atua apenas como uma bainha nos RBDs, mas também como uma ratoeira molecular, travando picos em seu estado fechado e inativo e evitando que ele interaja com ACE2. Foi a gênese dos AeroNabs.
Os testes e os resultados: um poder imenso
Em uma série separada de experimentos, a equipe projetou uma cadeia molecular que poderia unir três nanocods. O resultado? Incrível. Os três nanocorpos juntos são 200.000 vezes mais poderosos do que um único nanocorpo.
E quando avaliaram os resultados, descobriram que estavam fora dos gráficos. "Foi tão eficaz", diz Walter, "que excedeu nossa capacidade de medir seu poder".
Fácil de administrar
Em uma série final de experimentos, os pesquisadores submeteram os nanocorpos a uma série de testes de estresse, submetendo-os a temperaturas elevadas, transformando-os em um pó estável e produzindo um aerossol.
Cada um desses processos é altamente prejudicial para a maioria das proteínas, mas os cientistas confirmaram que, graças à estabilidade inerente dos nanocorpos, não houve perda de potência antiviral.
Especialmente na forma de aerossol, o que torna o AeroNabs um potente antiviral SARS-CoV-2 que é prático para administrar com um inalador ou spray nasal.
AeroNabs, um spray diário de spray nasal mantém Covid longe
"Não estamos sozinhos em pensar que os AeroNabs são uma tecnologia incrível", diz Manglik. "Nossa equipe está em contato com potenciais parceiros de negócios interessados na produção e distribuição de AeroNabs e esperamos iniciar os testes em humanos em breve."
