Un antiviral nasal creado por investigadores de Universidad de Colombia El Colegio de Médicos y Cirujanos de Vagelos bloqueó la transmisión de SARS-CoV-2 en hurones, lo que sugiere que el aerosol nasal también puede prevenir la infección en personas expuestas al nuevo coronavirus.
El compuesto en el aerosol, un lipopéptido desarrollado por Anne Moscona, MD, y Matteo Porotto, PhD, profesores del Departamento de Pediatría y directores del Centro de Interacción Huésped-Patógeno, está diseñado para evitar que el nuevo coronavirus ingrese a las células huésped.
El lipopéptido antiviral es económico de producir, tiene una larga vida útil y no requiere refrigeración. Estas características lo distinguen de otros enfoques antivirales en desarrollo, incluidos los anticuerpos monoclonales. El nuevo lipopéptido nasal podría ser ideal para detener la propagación de COVID en los Estados Unidos y en todo el mundo; El complejo transportable y estable podría ser especialmente clave en poblaciones rurales, de bajos ingresos y de difícil acceso.
Una preimpresión del estudio apareció en bioRxiv el 5 de noviembre de 2020; un artículo que describe una primera generación del compuesto y su efecto en un modelo 3D del pulmón humano apareció por primera vez en la revista mBio el 20 de octubre de 2020. En este modelo de pulmón humano, el compuesto pudo extinguir una infección inicial, evitar la propagación del virus dentro del pulmón y no fue en absoluto tóxico para las células de las vías respiratorias.
Hurones un modelo de enfermedades respiratorias
Los hurones se utilizan a menudo en estudios de enfermedades respiratorias porque los pulmones de estos animales y los humanos son similares. Los hurones son muy susceptibles a la infección con el SARS-CoV-2 y el virus se transmite fácilmente de un hurón a otro.
Anne Moscona y Matteo Porotto. Crédito: Foto del Centro para la Interacción Anfitrión-Patógeno, Departamento de Pediatría de la Universidad de Columbia.
En este estudio, el 100% de los hurones no tratados fueron infectados por sus compañeros de jaula que liberan virus, lo que se aproxima a un entorno como compartir una cama o condiciones de vida cercanas para las personas.
Moscona y Porotto han creado previamente lipopéptidos similares (pequeñas proteínas unidas a una molécula de colesterol o tocoferol) para prevenir la infección de las células por otros virus, incluidos los virus del sarampión, la parainfluenza y Nipah. Estos compuestos antivirales han sido difíciles de llevar a ensayos en humanos, en gran parte porque las infecciones que previenen son más frecuentes o graves en contextos de bajos ingresos.
Cuando apareció el SARS-CoV-2 a principios de este año, los investigadores adaptaron sus diseños al nuevo coronavirus. “Una lección que queremos enfatizar es la importancia de aplicar la ciencia básica para desarrollar tratamientos para los virus que afectan a las poblaciones humanas a nivel mundial”, dicen Moscona y Porotto. “Los frutos de nuestra investigación anterior llevaron a nuestra rápida aplicación de los métodos para COVID-19. «
Los lipopéptidos evitan que los virus infecten las células
Los lipopéptidos funcionan evitando que un virus se fusione con la membrana celular de su huésped, un paso necesario que los virus envueltos, incluido el SARS-CoV-2, utilizan para infectar las células. Para fusionarse, el nuevo coronavirus despliega su proteína de pico antes de contraerse en un paquete compacto que impulsa la fusión.
El compuesto diseñado por Moscona y Porotto reconoce el pico de SARS-CoV-2, se encaja en la región desplegada y evita que la proteína del pico adopte la forma compacta necesaria para la fusión.
En los experimentos con hurones, el lipopéptido se introdujo en las narices de seis hurones. Luego se alojaron pares de hurones tratados con dos hurones de control que recibieron un aerosol nasal de solución salina y un hurón infectado con SARS-CoV-2.
Después de 24 horas de intenso contacto directo entre los hurones, las pruebas revelaron que ninguno de los hurones tratados contrajo el virus de su compañero de jaula infectado y su carga viral era precisamente cero, mientras que todos los animales de control estaban altamente infectados.
Los lipopéptidos se administran fácilmente
Moscona y Porotto proponen que estos péptidos podrían usarse en cualquier situación en la que una persona no infectada estaría expuesta, ya sea en un hogar, escuela, entorno de atención médica o comunidad.
“Incluso en un escenario ideal con grandes segmentos de la población vacunada, y con plena confianza y cumplimiento de los procedimientos de vacunación, estos antivirales formarán un complemento importante para proteger a las personas y controlar la transmisión”, dicen Moscona y Porotto. Las personas que no pueden ser vacunadas o que no desarrollan inmunidad se beneficiarán particularmente del aerosol.
El antiviral se administra fácilmente y, según la experiencia de los científicos con otros virus respiratorios, la protección sería inmediata y duraría al menos 24 horas.
Los científicos esperan avanzar rápidamente en el enfoque preventivo de los ensayos en humanos con el objetivo de contener la transmisión durante esta pandemia.
Referencias:
“El lipopéptido inhibidor de la fusión intranasal previene la transmisión del SARS-CoV-2 por contacto directo en hurones” por Rory D. de Vries, Katharina S. Schmitz, Francesca T. Bovier, Danny Noack, Bart L. Haagmans, Sudipta Biswas, Barry Rockx, Samuel H . Gellman, Christopher A. Alabi, Rik L. de Swart, Anne Moscona y Matteo Porotto, 5 de noviembre de 2020, bioRxiv.
DOI: 10.1101 / 2020.11.04.361154
“Inhibición de la entrada de coronavirus In vitro y Ex vivo por un péptido conjugado con lípidos derivado del dominio HRC de glicoproteína de pico de SARS-CoV-2 ”por Victor K. Outlaw, Francesca T. Bovier, Megan C. Mears, Maria N. Cajimat, Yun Zhu, Michelle J. Lin, Amin Addetia , Nicole AP Lieberman, Vikas Peddu, Xuping Xie, Pei-Yong Shi, Alexander L.Greninger, Samuel H. Gellman, Dennis A. Bente, Anne Moscona, Matteo Porotto, 20 de octubre de 2020, +mBio.
DOI: 10.1128 / mBio.01935-20
Anne Moscona, MD, es profesora de Inmunología Sherie L. Morrison (en Microbiología e Inmunología), profesora de pediatría y profesora de fisiología y biofísica celular en el Colegio de Médicos y Cirujanos Vagelos de la Universidad de Columbia.
Matteo Porotto, PhD, es profesor asociado de patogénesis molecular viral en el Departamento de Pediatría del Colegio de Médicos y Cirujanos Vagelos de la Universidad de Columbia.
Otros autores: Rory D. de Vries (Centro Médico de la Universidad Erasmus, Países Bajos), Katharina S. Schmitz (Erasmus), Francesca T. Bovier (Centro Médico Irving de la Universidad de Columbia y Universidad de Campania “Luigi Vanvitelli”, Italia), Danny Noack (Erasmus), Bart L. Haagmans (Erasmus), Sudipta Biswas (Universidad de Cornell), Barry Rockx (Erasmus), Samuel H. Gellman (Universidad de Wisconsin, Madison), Christopher A. Alabi (Cornell) y Rik L. de Swart (Erasmus).
Este trabajo fue apoyado por fondos de los Institutos Nacionales de Salud (AI146980, AI121349, NS091263 y AI114736), el Fondo Sharon Golub en el Centro Médico Irving de la Universidad de Columbia, un premio COVID-19 de Columbia Children’s Health y un COVID del Harrington Discovery Institute. 19 Premio.
Anne Moscona, Matteo Porotto, Rory de Vries, Francesca Bovier y Rik de Swart figuran como inventores en una solicitud de patente provisional que cubre los hallazgos informados en este artículo.