Durante la prima ondata di COVID-19, quando Saumitra Das e colleghi stavano sequenziando migliaia di campioni ogni giorno per verificare la presenza di varianti SARS-CoV-2 nell'ambito dell'INSACOG, l'iniziativa di sorveglianza del genoma del governo indiano, stavano gareggiando contro il tempo per tenere traccia delle mutazioni come apparivano. "Se volevamo prevedere se una di queste mutazioni sarebbe stata pericolosa dal punto di vista della salute pubblica, avevamo bisogno di un sistema di analisi", afferma Das, professore presso il Dipartimento di microbiologia e biologia cellulare (MCB), Indian Institute of Science ( IISc).

Il protocollo di analisi ampiamente seguito prevedeva l'isolamento del virus dai campioni, la creazione di copie multiple del virus e lo studio della sua trasmissibilità ed efficienza nell'entrare nelle cellule viventi. Lavorare con un virus così altamente infettivo è pericoloso e richiede un laboratorio di Bio Safety Level-3 (BSL-3), ma ci sono solo una manciata di questi laboratori in tutto il paese attrezzati per gestire tali virus.

Per affrontare questo problema, Das e il suo team, insieme ai collaboratori, hanno ora sviluppato e testato una nuova particella simile a un virus (VLP), una molecola non infettiva su scala nanometrica che assomiglia e si comporta come il virus ma non contiene il suo materiale genetico nativo —in uno studio pubblicato su Microbiology Spectrum .

Tali VLP hanno diversi usi. Non solo possono essere utilizzati per studiare in sicurezza l'effetto delle mutazioni che possono insorgere in SARS-CoV-2, senza richiedere una struttura BSL-3, ma possono anche essere potenzialmente sviluppati in un candidato vaccino in grado di innescare una risposta immunitaria nei nostri corpi . Soma Das, uno scienziato del Dipartimento di Biochimica e uno degli autori, aggiunge che questi VLP possono essere utilizzati anche per ridurre il tempo impiegato per lo screening dei farmaci in grado di combattere il virus.

Il laboratorio di Das ha studiato il virus dell'epatite C per 28 anni. Hanno dimostrato che i VLP possono essere utilizzati come candidati al vaccino per innescare una risposta immunitaria. Quando la pandemia ha colpito, Das e il suo team hanno iniziato a lavorare su un VLP per SARS-CoV-2. Per prima cosa hanno dovuto sintetizzare artificialmente un VLP con tutte e quattro le proteine ​​strutturali - punta, involucro, membrana e nucleocapside - viste nel virus vero e proprio. "La sfida principale era esprimere tutte e quattro le proteine ​​strutturali insieme", afferma Harsha Raheja, Ph.D. studente presso MCB e primo autore dello studio.

SARS-CoV-2 si replica producendo ciascuna proteina strutturale separatamente e quindi assemblandole in un guscio contenente il materiale genetico all'interno per formare una particella virale attiva. Per ricreare questo, il team ha scelto un baculovirus, un virus che colpisce gli insetti ma non gli esseri umani, come vettore (vettore) per sintetizzare i VLP, poiché ha la capacità di produrre e assemblare tutte queste proteine ​​e di replicarsi rapidamente. Successivamente, i ricercatori hanno analizzato i VLP al microscopio elettronico a trasmissione e hanno scoperto che erano stabili quanto il SARS-CoV-2 nativo. A 4 gradi Celsius, il VLP potrebbe attaccarsi alla superficie della cellula ospite e a 37 gradi Celsius (normale temperatura del corpo umano), è stato in grado di entrare nella cellula.

Quando il team ha iniettato una dose elevata di VLP nei topi in laboratorio, non ha influito sui tessuti del fegato, dei polmoni o dei reni. Per testare la sua risposta immunitaria, hanno somministrato un colpo primario e due colpi di richiamo a modelli di topi con un intervallo di 15 giorni, dopodiché hanno trovato un gran numero di anticorpi generati nel siero del sangue dei topi. Questi anticorpi erano anche in grado di neutralizzare il virus vivo, ha scoperto il team. "Ciò significa che stanno proteggendo gli animali", spiega Raheja.

I ricercatori hanno richiesto un brevetto per il loro VLP e sperano di trasformarlo in un candidato vaccino. Hanno anche in programma di studiare l'effetto del VLP su altri modelli animali (usando l'esperienza di SG Ramachandra, uno degli inventori) e infine sugli esseri umani. Raheja afferma di aver sviluppato anche VLP che potrebbero essere in grado di offrire protezione contro le varianti più recenti come omicron e altri sottolineaggi. + Esplora ulteriormente

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