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Des chercheurs de la Pritzker School of Molecular Engineering (PME) de l’université de Chicago ont conçu un traitement totalement nouveau pour le COVID-19 : des nanoparticules qui capturent le SARS-CoV-2 dans l’organisme, puis utilisent le propre système immunitaire du corps pour le détruire.

Des nanoparticules qui capturent le SARS-CoV-2

Ces  » nanopièges  » attirent le virus en imitant les cellules cibles que le virus infecte. Lorsque le virus se lie aux nanopièges, ceux-ci séquestrent le virus des autres cellules et le ciblent pour qu’il soit détruit par le système immunitaire.
En théorie, ces nanopièges pourraient également être utilisés sur des variantes du virus, ce qui permettrait de trouver une nouvelle façon d’inhiber ces virus. Bien que cette thérapie n’en soit qu’aux premiers stades des tests, les chercheurs envisagent de l’administrer par spray nasal pour traiter le COVID-19.
« Depuis le début de la pandémie, notre équipe de recherche a mis au point cette nouvelle méthode de traitement du COVID-19 », a déclaré le professeur adjoint Jun Huang, dont le laboratoire a dirigé ces recherches. « Nous avons effectué des tests rigoureux pour prouver que ces nanopièges fonctionnent, et nous sommes enthousiasmés par leur potentiel. »

Concevoir le piège parfait

Pour concevoir ce nanopiège, l’équipe de recherche, dirigée par le chercheur postdoctoral Min Chen et l’étudiante diplômée Jill Rosenberg, s’est penchée sur le mécanisme utilisé par le SARS-CoV-2 pour se lier aux cellules : une protéine en forme de pointe à sa surface qui se lie à la protéine réceptrice ACE2 d’une cellule humaine.
Pour créer un piège qui se lie au virus de la même manière, ils ont conçu des nanoparticules avec une forte densité de protéines ACE2 à leur surface. De même, ils ont conçu d’autres nanoparticules avec des anticorps neutralisants à leur surface. (Ces anticorps sont créés à l’intérieur du corps lorsqu’une personne est infectée et sont conçus pour s’accrocher au coronavirus de diverses manières).
Les protéines ACE2 et les anticorps neutralisants ont tous deux été utilisés dans le traitement du COVID-19, mais en les attachant à des nanoparticules, les chercheurs ont créé un système encore plus robuste pour piéger et éliminer le virus.
Fabriquées à partir de polymères et de phospholipides approuvés par la FDA, ces nanoparticules ont un diamètre d’environ 500 nanomètres, ce qui est bien plus petit qu’une cellule. Cela signifie que ces nanopièges peuvent atteindre davantage de zones à l’intérieur du corps et piéger plus efficacement le virus.

Ces pièges bloquent complètement le virus

Les chercheurs ont testé la sécurité de leur piège sur un modèle de souris et n’ont constaté aucune toxicité. Ils ont ensuite testé les nanopièges contre un pseudovirus – un modèle moins puissant de virus qui ne se réplique pas – dans des cellules pulmonaires humaines dans des plaques de culture de tissus et ont constaté qu’ils bloquaient complètement l’entrée dans ces cellules.
Une fois que le pseudovirus s’est lié à la nanoparticule – ce qui dans les tests, a pris environ 10 minutes après l’injection – les nanoparticules ont utilisé une molécule qui appelle les macrophages de l’organisme à engloutir et à dégrader le nanopiège. Les macrophages détruisent généralement ces nanoparticules dans l’organisme, mais la molécule de nanopièges accélère ce processus: ils ont été éliminées et dégradées en 48 heures.
Les chercheurs ont également testé ces nanoparticules avec un pseudovirus dans un système de perfusion pulmonaire ex vivo – une paire de poumons donnés maintenus en vie par un ventilateur – et ont constaté qu’elles bloquaient complètement l’infection dans ces poumons.
Ils ont également collaboré avec des chercheurs de l’Argonne National Laboratory pour tester ces nanopièges avec un virus vivant (plutôt qu’un pseudovirus) dans un système in vitro. Ils ont constaté que leur système inhibait le virus 10 fois mieux que les anticorps neutralisants.

Les administrer via un spray nasal

Les chercheurs espèrent ensuite poursuivre l’expérimentation de ce système, notamment en effectuant d’autres tests avec un virus vivant et sur les nombreuses variantes du virus. « C’est ce qui est si puissant dans ce nanopiège », a déclaré Rosenberg. « Il est facilement modulable. Nous pouvons changer d’anticorps ou de protéines ou cibler différentes cellules immunitaires, en fonction de ce dont nous avons besoin avec les nouvelles variantes. »
Ces nanopièges peuvent être stockés dans un congélateur standard et pourraient finalement être administrés par pulvérisation intranasale, ce qui les placerait directement dans le système respiratoire et le rendrait plus efficace. Selon les chercheurs, il est également possible d’en faire des vaccins en optimisant la formulation des nanopièges, créant ainsi un système thérapeutique ultime pour le virus.
Cette recherche a été publiée dans Matter.
Source : University of Chicago
Crédit photo : StockPhotoSecrets