Scienziati della Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore) ha progettato un peptide antivirale che sfrutta il virus Zika al suo tallone d'Achille, la membrana virale, impedendo così al virus di causare gravi infezioni.

Questo nuovo metodo di attacco della membrana virale si concentra sull'arresto diretto delle particelle del virus Zika piuttosto che sulla prevenzione della replicazione di nuove particelle virali, e può potenzialmente funzionare contro un'ampia gamma di virus avvolti da membrana.

Quando somministrato in topi infetti da Zika in laboratorio, il farmaco peptide ingegnerizzato (un composto costituito da amminoacidi) ha ridotto i sintomi della malattia e il numero di decessi. È importante sottolineare che il peptide è stato in grado di attraversare la barriera emato-encefalica quasi impenetrabile per affrontare l'infezione virale nel cervello dei topi e proteggere dalle lesioni di Zika, una caratteristica critica poiché Zika prende di mira il cervello e il sistema nervoso centrale.

Il team di ricerca guidato dal professore associato di NTU Singapore Nam-Joon Cho ha pubblicato i suoi risultati sulla rivista peer-reviewed Materiali della natura il 22 ottobre 2018.

Lo studio, realizzato in collaborazione con l'Università Federale di Minas Gerais (UFMG) in Brasile e l'Università di Gent in Belgio, su sei anni e ingegneria dei materiali combinata, sviluppo di farmaci antivirali, e farmacologia.

"Attualmente non ci sono vaccini per il virus Zika, mentre i farmaci disponibili alleviano solo sintomi come febbre e dolore, ", ha affermato il Professore Associato Cho della Scuola di Scienza e Ingegneria dei Materiali della NTU. "Questo peptide di nuova creazione è molto promettente per diventare un futuro farmaco antivirale che può agire direttamente sulle infezioni virali nel cervello".

Il virus Zika viene trasmesso dalla zanzara Aedes e le infezioni durante la gravidanza sono legate a difetti congeniti come microcefalia, una condizione in cui un bambino nasce con una testa e un cervello anormalmente piccoli. L'Organizzazione Mondiale della Sanità ha dichiarato la malattia di Zika un'emergenza internazionale nel 2016 e rimane una grande minaccia a livello globale oggi.

Come funziona il peptide antivirale ingegnerizzato

Nel 2004, Il Professore Associato Cho ha sviluppato il primo peptide antivirale che funziona contro le membrane virali nei test di laboratorio. Da allora, Gli scienziati della NTU hanno studiato come i peptidi antivirali possono creare pori che si formano in membrane costituite da due strati di lipidi (un componente dei grassi).

Negli anni, il team ha studiato le interazioni del peptide con le membrane lipidiche e ha progettato nuovi peptidi con maggiore potenza e proprietà farmacologiche migliorate. Questi risultati li hanno portati a testare un peptide particolarmente promettente nei topi infetti da Zika e hanno anche mostrato che ha rotto altri virus con involucro di dimensioni simili in laboratorio, come dengue e chikungunya.

"Il peptide differenzia tra le membrane virali Zika e le membrane cellulari dei mammiferi perché le particelle virali sono molto più piccole e più curve, mentre le cellule dei mammiferi sono più grandi e piatte. Come come uno spillo punge un palloncino, il peptide fa un buco nella membrana virale. Fai abbastanza buchi, e il virus sarà rotto, ", ha affermato il Professore Associato Cho.

I test di laboratorio hanno mostrato che quando il peptide è stato somministrato, 10 topi infetti su 12 sono sopravvissuti. In confronto, tutti i topi del gruppo di controllo sono morti entro una settimana dall'infezione. Inoltre, concentrazioni terapeutiche del peptide erano in grado di attraversare la barriera ematoencefalica, permettendogli di inibire l'infezione virale nel cervello.

"Gli entusiasmanti risultati antivirali convalidano il potenziale di questa innovativa strategia terapeutica e sono ulteriormente migliorati dalla capacità del peptide ingegnerizzato di attraversare la barriera emato-encefalica, " ha detto Jeffrey S. Glenn, un professore di medicina, microbiologia e immunologia alla Stanford University, chi non fa parte dello studio. Il professor Glenn è anche un ex membro del comitato consultivo sui farmaci antivirali della FDA statunitense.

Nuovo approccio nel prendere di mira i virus

Generalmente, la maggior parte dei farmaci antivirali mira al processo di replicazione dei virus. Però, i virus spesso mutano rapidamente e i farmaci antivirali che prendono di mira la replicazione virale possono diventare obsoleti. Attaccare la struttura fisica dei virus con involucro è un nuovo approccio allo sviluppo di farmaci antivirali. Offre la promessa che il peptide sia efficace anche se il virus Zika tenta di mutare.

Il Professore Associato Cho ha detto, "Ci sono casi in cui una mutazione del virus può portare a un'epidemia in breve tempo, lasciando le comunità impreparate. Prendendo di mira la membrana lipidica delle particelle virali, gli scienziati possono escogitare modi più robusti ed efficaci per fermare i virus".

Il virus Zika appartiene alla famiglia dei Flaviviridae ed è correlato ad altri virus trasmessi dalle zanzare come la dengue, chikungunya e febbre gialla. Poiché tutti i flavivirus hanno particelle virali di circa 40-55 nanometri di diametro e sono avvolte da una membrana lipidica, il peptide ingegnerizzato dagli scienziati di NTU Singapore ha il potenziale per funzionare anche contro questi virus.

I test di laboratorio in questo studio confermano questo potenziale e in futuro, il team di ricerca intende studiare più in dettaglio gli effetti del peptide sulle malattie causate da questi altri virus. Il team condurrà anche prove su animali più grandi, e successivamente pianificherà di avviare studi clinici sull'uomo, una volta completati gli studi preclinici pertinenti e ottenute le approvazioni normative.

"Questo lavoro rappresenta una svolta rivoluzionaria nel campo della progettazione di farmaci antivirali, " ha commentato il professor William C. Wimley, un esperto di peptidi antimicrobici della Tulane University negli Stati Uniti, chi non fa parte dello studio.

"Mostra come la busta virale, un nuovo bersaglio nella progettazione di farmaci antivirali, può essere specificamente mirato da un peptide. Mostra anche che un peptide mirato all'involucro virale può inibire efficacemente il virus nel corpo, e anche nel cervello, un organo che esclude attivamente molte terapie. Dato il vasto potenziale dei peptidi come agenti antibatterici e antimicotici, questa potrebbe essere una scoperta rivoluzionaria che sarà ampiamente applicabile alla progettazione di farmaci anti-infettivi contro molte classi di agenti patogeni".