Inganna il nuovo coronavirus una volta e non può causare l'infezione delle cellule, suggerisce una nuova ricerca.

Gli scienziati hanno sviluppato frammenti proteici, chiamati peptidi, che si adattano perfettamente a un solco sulla proteina Spike SARS-CoV-2 che normalmente utilizzerebbe per accedere a una cellula ospite. Questi peptidi inducono efficacemente il virus a "stringere la mano" con una replica piuttosto che con la vera proteina sulla superficie di una cellula che lascia entrare il virus.

Ricerche precedenti hanno determinato che il nuovo coronavirus si lega a una proteina recettore sulla superficie di una cellula bersaglio chiamata ACE2. Questo recettore si trova su alcuni tipi di cellule umane nei polmoni e nella cavità nasale, fornendo SARS-CoV-2 molti punti di accesso per infettare il corpo.

Per questo lavoro, Gli scienziati della Ohio State University hanno progettato e testato peptidi che assomigliano abbastanza ad ACE2 da convincere il coronavirus a legarsi a loro, un'azione che blocca la capacità del virus di entrare effettivamente all'interno della cellula.

"Il nostro obiettivo è che ogni volta che SARS-CoV-2 entra in contatto con i peptidi, il virus sarà inattivato. Questo perché la proteina Spike del virus è già legata a qualcosa che deve usare per legarsi alla cellula, " ha detto Amit Sharma, co-autore principale dello studio e assistente professore di bioscienze veterinarie presso l'Ohio State. "Per fare questo, dobbiamo arrivare al virus mentre è ancora fuori dalla cellula".

Il team dell'Ohio State prevede di fornire questi peptidi fabbricati in uno spray nasale o un disinfettante per superfici in aerosol, tra le altre applicazioni, per bloccare i punti di accesso SARS-CoV-2 circolanti con un agente che impedisce il loro ingresso nelle cellule bersaglio.

"Con i risultati che abbiamo generato con questi peptidi, siamo ben posizionati per passare alle fasi di sviluppo del prodotto, " ha detto Ross Larue, co-autore e ricercatore assistente professore di farmacologia e farmacologia presso l'Ohio State.

Lo studio è pubblicato nel numero di gennaio della rivista Chimica dei bioconiugati .

SARS-CoV-2, come tutti gli altri virus, richiede l'accesso alle cellule viventi per fare i suoi danni:i virus dirottano le funzioni cellulari per fare copie di se stessi e causare infezioni. La replicazione molto rapida del virus può sopraffare il sistema ospite prima che le cellule immunitarie possano radunare una difesa efficace.

Uno dei motivi per cui questo coronavirus è così contagioso è perché si lega molto strettamente al recettore ACE2, che è abbondante sulle cellule nell'uomo e in alcune altre specie. La proteina Spike sulla superficie SARS-CoV-2 che è diventata la sua caratteristica più riconoscibile è anche fondamentale per il suo successo nell'attaccarsi all'ACE2.

I recenti progressi nella cristallizzazione delle proteine ​​e nella microscopia hanno reso possibile creare immagini al computer di specifiche strutture proteiche da sole o in combinazione, come quando si legano l'una all'altra.

Sharma e i suoi colleghi hanno esaminato da vicino le immagini della proteina Spike SARS-CoV-2 e dell'ACE2, zoomando esattamente su come avvengono le loro interazioni e quali connessioni sono necessarie affinché le due proteine ​​si blocchino in posizione. Hanno notato una coda a forma di nastro a spirale su ACE2 come punto focale dell'attacco, che divenne il punto di partenza per la progettazione di peptidi.

"La maggior parte dei peptidi che abbiamo progettato si basa sul nastro che contatta lo Spike, " disse Sharma, che detiene anche un incarico di facoltà in infezioni microbiche e immunità. "Ci siamo concentrati sulla creazione di peptidi più brevi possibili con i contatti minimi essenziali".

Il team ha testato diversi peptidi come "inibitori competitivi" che non solo potevano legarsi in modo sicuro con le proteine ​​Spike SARS-CoV-2, ma anche prevenire o ridurre la replicazione virale nelle colture cellulari. Due peptidi, uno con i punti di contatto minimi e un altro più grande, erano efficaci nel ridurre l'infezione da SARS-CoV-2 negli studi sulle cellule rispetto ai controlli.

Sharma ha descritto questi risultati come l'inizio di un processo di sviluppo del prodotto che sarà continuato dal team di virologi e chimici farmaceutici che collaborano a questo lavoro.

"Stiamo adottando un approccio su più fronti, " ha detto Sharma. "Con questi peptidi, abbiamo identificato i contatti minimi necessari per inattivare il virus. In futuro prevediamo di concentrarci sullo sviluppo di aspetti di questa tecnologia per scopi terapeutici.

"L'obiettivo è neutralizzare il virus in modo efficace e potente, e adesso, a causa dell'emergere di varianti, siamo interessati a valutare la nostra tecnologia rispetto alle mutazioni emergenti".