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Cápsula fágica contra la gripe: un inhibidor perfectamente ajustado previene la infección viral

Un nuevo enfoque trae la esperanza de nuevas opciones terapéuticas para suprimir la gripe estacional y la gripe aviar

Sobre la base de una cáscara vacía – y por lo tanto no infecciosa – de un virus fágico, los investigadores de Berlín han desarrollado una cápsula fágica químicamente modificada que “sofoca” los virus de la gripe. Los sitios de unión perfectamente adaptados hacen que los virus de la gripe sean envueltos por las cápsulas fágicas de tal manera que es prácticamente imposible que infecten las células pulmonares por más tiempo. Este fenómeno se ha demostrado en ensayos preclínicos, también con tejido pulmonar humano. Investigadores del Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP), la Universidad Libre de Berlín, la Universidad Técnica de Berlín (TU), la Universidad de Humboldt (HU), el Instituto Robert Koch (RKI) y la Charité-Universitätsmedizin de Berlín participaron en este trabajo innovador. Los resultados también se están utilizando para la investigación inmediata del coronavirus. Los hallazgos se han publicado ahora en Nature Nanotechnology.

Los virus de la gripe siguen siendo altamente peligrosos: La Organización Mundial de la Salud (OMS) estima que la gripe es responsable de hasta 650.000 muertes al año en todo el mundo. Los medicamentos antivirales actuales sólo son parcialmente eficaces porque atacan al virus de la gripe después de que las células pulmonares se hayan infectado. Sería deseable -y mucho más eficaz- prevenir la infección en primer lugar.

Esto es exactamente lo que promete el nuevo enfoque de Berlín. La cápsula fágica, desarrollada por un equipo multidisciplinario de investigadores, envuelve los virus de la gripe tan perfectamente que ya no pueden infectar las células.

El nuevo inhibidor hace uso de una característica que tienen todos los virus de la gripe: Hay receptores trivalentes en la superficie del virus, llamados proteína de hemaglutinina, que se adhieren a moléculas de azúcar (ácidos siálicos) en la superficie celular del tejido pulmonar. En caso de infección, los virus se enganchan a su víctima – en este caso, las células pulmonares – como un cierre de gancho y bucle. El principio básico es que estas interacciones se producen debido a múltiples enlaces, en lugar de un solo enlace.

Fue la estructura superficial de los virus de la gripe lo que inspiró a los investigadores a hacer la siguiente pregunta inicial hace más de seis años: ¿No sería posible desarrollar un inhibidor que se adhiera a los receptores trivalentes con un ajuste perfecto, simulando la superficie de las células del tejido pulmonar?

Ahora sabemos que sí es posible, con la ayuda de un habitante intestinal inofensivo: La fágica Q-beta tiene las propiedades superficiales ideales y está excelentemente adaptada para equiparla con ligandos – en este caso moléculas de azúcar – como “cebo”. Una cáscara fágica vacía hace el trabajo perfectamente.

Para que el andamiaje Q-beta cumpla la función deseada, primero debe ser modificado químicamente. Producido a partir de la bacteria E. coli en la Universidad Técnica de Berlín, el grupo de investigación del profesor Hackenberger en FMP y HU Berlín utiliza la química sintética para fijar las moléculas de azúcar en las posiciones definidas de la envoltura del virus.

Varios estudios realizados con modelos animales y cultivos celulares han demostrado que la estructura esférica convenientemente modificada posee una considerable fuerza de unión y potencial de inhibición. El estudio también permitió al Instituto Robert Koch examinar el potencial antivírico de las cápsulas fágicas contra muchas cepas actuales del virus de la gripe, e incluso contra los virus de la gripe aviar. Su potencial terapéutico se ha demostrado incluso en el tejido pulmonar humano, como pudieron demostrar los colegas investigadores del Departamento Médico de la División de Infecciología y Neumología de la Charité: Cuando el tejido infectado con los virus de la gripe fue tratado con la cápsula fágica, los virus de la gripe prácticamente ya no pudieron reproducirse.

Los resultados están respaldados por pruebas estructurales proporcionadas por científicos del Centro de Investigación de Microscopía Electrónica (FZEM): La microscopía electrónica de alta resolución y la microscopía electrónica de criogenia muestran directamente y, sobre todo, espacialmente, que el inhibidor encapsula completamente el virus. Además, se utilizaron modelos matemático-físicos para simular la interacción entre los virus de la gripe y la cápside fágica de la computadora.

Estos hallazgos deben ser seguidos ahora por más estudios preclínicos. Por ejemplo, todavía no se sabe si la cápside fágica provoca una respuesta inmunológica en los mamíferos. Idealmente, esta respuesta podría incluso aumentar el efecto del inhibidor. Sin embargo, también podría darse el caso de que una respuesta inmunológica reduzca la eficacia de las cápsulas fágicas en caso de exposición a dosis repetidas, o que los virus de la gripe desarrollen resistencias. Y, por supuesto, aún no se ha demostrado que el inhibidor también sea eficaz en los seres humanos.

No obstante, la alianza de investigadores de Berlín está segura de que el enfoque tiene un gran potencial. Y este enfoque, que es biodegradable, no tóxico y no inmunogénico en los estudios de cultivos celulares, puede en principio aplicarse también a otros virus, y posiblemente también a las bacterias.

Más información: Universidad Libre de Berlín

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