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Des nanoparticules enveloppées dans les membranes des cellules pulmonaires humaines et les membranes des cellules immunitaires humaines peuvent attirer et neutraliser le virus du SRAS-CoV-2 en culture cellulaire, ce qui fait que ce virus perd sa capacité à détourner les cellules hôtes et à se reproduire. Les chercheurs de l’université de San Diego appellent leurs particules à l’échelle nanométrique des « nanosponges » car elles absorbent les agents pathogènes et les toxines.

Des « nanosponges » contre le COVId-19

Lors d’expériences en laboratoire, des nanosponges de type cellules pulmonaires et cellules immunitaires ont fait perdre au virus du SRAS-CoV-2 près de 90 % de son « infectivité virale » en fonction de la dose. L’infectivité virale est une mesure de la capacité du virus à pénétrer dans la cellule hôte et à exploiter ses ressources pour se répliquer et produire des particules virales infectieuses supplémentaires. Au lieu de cibler le virus lui-même, ces nanosponges sont conçues pour protéger les cellules saines que le virus envahit.
« Traditionnellement, les développeurs de médicaments pour les maladies infectieuses s’intéressent aux détails de l’agent pathogène afin de trouver des cibles médicamenteuses. Notre approche est différente. Il suffit de savoir quelles sont les cellules-cibles. Et puis nous visons à protéger ces cibles en créant des leurres biomimétiques », a déclaré Liangfang Zhang, professeur de nano-ingénierie à la Jacobs School of Engineering de l’université de San Diego.
En plus des données encourageantes sur la neutralisation du virus en culture cellulaire, les chercheurs notent que les nanoponges recouvertes de fragments de membranes extérieures de macrophages pourraient avoir un avantage supplémentaire : l’absorption de protéines cytokines inflammatoires, qui sont impliquées dans certains des aspects les plus dangereux du COVID-19 et qui sont déterminées par la réponse immunitaire à l’infection.
Chaque nanoponge pour le COVID-19 est constituée d’un noyau de polymère recouvert de membranes cellulaires extraites soit de cellules épithéliales pulmonaires de type II, soit de cellules de macrophages. Les membranes recouvrent les nanoponge des mêmes récepteurs de protéines que les cellules qu’elles imitent – et cela inclut les récepteurs que le SRAS-CoV-2 utilise pour pénétrer dans les cellules du corps.

Une inhibition de 93% de l’infectivité virale du SRAS-CoV-2

À une concentration de 5 milligrammes par millilitre, les nanoponges recouvertes de la membrane des cellules pulmonaires ont inhibé 93 % de l’infectivité virale du SRAS-CoV-2. Les nanoponges recouvertes de macrophages ont inhibé 88 % de l’infectivité virale du SRAS-CoV-2. Ce qui fait de ces particules d’excellents intercepteurs de coronavirus, ces nanoponges de membrane cellulaire pourraient fonctionner de manière plus globale dans les traitements à large spectre des maladies infectieuses virales.
« Au début, j’étais sceptique et optimiste quant à l’efficacité de cette méthode, puis j’ai été ravie de voir les résultats et de comprendre ce que cela pouvait signifier pour le développement thérapeutique dans son ensemble », a déclaré Anna Honko, copremier auteur de l’article et professeur associé de recherche en microbiologie au National Emerging Infectious Diseases Laboratories (NEIDL) de l’université de Boston.
« Un autre aspect intéressant de notre approche est que même si le SRAS-CoV-2 mute, tant que ce virus peut encore envahir les cellules que nous imitons, notre approche des nanoponges devrait encore fonctionner. Je ne suis pas sûr que l’on puisse en dire autant de certains vaccins et produits thérapeutiques actuellement en cours de développement », a déclaré Zhang.

Ils les testeront sur des modèles animaux

Dans les prochains mois, les chercheurs et collaborateurs de l’UC San Diego évalueront l’efficacité des nanoponges dans des modèles animaux. L’équipe de l’Université de Californie à San Diego a déjà démontré la sécurité à court terme des voies respiratoires et des poumons de souris. La question de savoir si et quand ces nanoponges pour le COVID-19 seront testées chez l’homme dépend de divers facteurs, mais les chercheurs avancent aussi vite que possible.
L’équipe nous explique comment fonctionne ces nanoponges dans la vidéo ci-dessous.

Cette recherche a été publiée dans Nano Letters.
Source : University of California – San Diego
Crédit photo : Pixabay