I ricercatori stanno sviluppando nuove terapie a base di peptidi per prendere di mira e disabilitare le cosiddette "proteine ​​spike" del coronavirus.

Le proteine ​​​​spike - la corona di proiezioni bulbose che danno al coronavirus il suo caratteristico effetto alone - si attaccano e infettano le cellule sane, causando il COVID-19. Guidato dalla Northwestern University e dal Massachusetts Institute of Technology (MIT), il team di ricerca sta progettando una nuova terapia nanostrutturata che potrebbe potenzialmente disabilitare il virus e prevenire la sua infezione delle cellule umane.

L'idea si basa su una recente scoperta del laboratorio di Bradley L. Pentelute, professore associato di chimica al MIT. Il team di Pentelute ha scoperto una molecola peptidica che si lega in modo specifico e forte alla proteina spike del coronavirus.

Però, i farmaci peptidici, che potrebbero rivoluzionare i trattamenti per molte malattie, sono notoriamente impegnativi perché gli enzimi nel nostro corpo li degradano rapidamente, quindi perdono efficacia. È proprio qui che gli investigatori del Simpson Querrey Institute (SQI) della Northwestern possono aiutare.

"Ho letto del peptide del professor Pentelute in un articolo del MIT due settimane fa e l'ho contattato la sera stessa, " ha detto Samuel I. Stupp della Northwestern, che guida lo sforzo nordoccidentale. "Alcuni giorni dopo, un pacco è arrivato a SQI con una quantità sufficiente del peptide legante per avviare il progetto congiunto."

Stupp è il Professore del Consiglio di fondazione di Scienza e ingegneria dei materiali, Chimica, Medicina e Ingegneria Biomedica alla Northwestern e direttore di SQI. Ha incarichi alla McCormick School of Engineering della Northwestern, Feinberg School of Medicine e Weinberg College of Arts and Sciences.

I ricercatori del laboratorio di Stupp e della Peptide Synthesis Core Facility di SQI diretta da Mark Karver della Northwestern hanno lavorato negli ultimi due anni su una piattaforma per fornire farmaci peptidici. Stuppo, un esperto di autoassemblaggio di peptidi, ha avviato questo progetto con lo studente laureato in chimica Ruomeng Qiu, che prevede l'"incollaggio" di milioni di peptidi in una nanostruttura che diventa portatrice dei preziosi farmaci. La chimica simile del farmaco e del vettore consente agli scienziati di progettare nanostrutture che proteggono il farmaco peptidico mentre circola nel corpo prima che incontri il colpevole della malattia, il nuovo coronavirus.

Le nanostrutture peptidiche di SQI hanno già dimostrato di essere altamente efficaci nella medicina rigenerativa, e l'Istituto sta lavorando duramente per portare la tecnologia negli studi clinici. L'efficacia dei vettori SQI in alcuni bersagli di medicina rigenerativa si basa anche sulla protezione delle proteine ​​fragili necessarie per segnalare le cellule, e questo stesso fenomeno potrebbe essere determinante nello sviluppo di vaccini antivirali. Il laboratorio Pentelute al MIT, d'altra parte, è specializzato nella sintesi rapida di peptidi, che è estremamente importante per la traduzione clinica di tutte le terapie a base di peptidi.

Le nanostrutture portanti SQI hanno canali pieni d'acqua, che potrebbero contenere le terapie antivirali e proteggerle dagli enzimi distruttivi. Il team SQI ha studiato il concetto utilizzando un potenziale farmaco per il morbo di Alzheimer e l'approccio generale si è rivelato molto efficace negli esperimenti in vitro.

Ora Stupp, Karver, Qiu e l'assistente scienziato di base di SQI Suvendu Biswas hanno rapidamente rivolto la loro attenzione al COVID-19 lavorando con il team del MIT e possibilmente con i loro collaboratori presso la Icahn School of Medicine del Mount Sinai a New York, chi potrebbe testare i costrutti in cellule umane e modelli animali.

"È stato fantastico vedere come studenti laureati e postdoc si offrono volontari per contribuire fisicamente o virtualmente al rapido progresso del progetto, "Stupp ha detto. "Siamo molto entusiasti di questo sforzo congiunto con il team del MIT data l'importanza dei peptidi e delle nanostrutture peptidiche nello sviluppo di nuove terapie e vaccini".