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Des nano-leurres fabriqués à partir de cellules sphéroïdes pulmonaires (CSL) humaines peuvent se lier au SARS-CoV-2 et le neutraliser, favorisant la clairance virale et réduisant les lésions pulmonaires dans un modèle de macaque du COVID-19. En imitant le récepteur auquel le virus se lie plutôt qu’en ciblant le virus lui-même, cette thérapie à nano-leurre pourrait rester efficace contre les variants émergents du virus.

Neutraliser le SARS-CoV-2

Le SARS-CoV-2 pénètre dans une cellule lorsque sa protéine S se lie au récepteur de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) à la surface de la cellule. Les CSL – un mélange naturel de cellules souches épithéliales pulmonaires et de cellules mésenchymateuses – expriment également l’ACE2, ce qui en fait un véhicule parfait pour tromper le virus.

« Si vous considérez la protéine S comme une clé et le récepteur ACE2 de la cellule comme une serrure, alors ce que nous faisons avec ces nano-leurres, c’est de submerger le virus de fausses serrures afin qu’il ne puisse pas trouver celles qui lui permettent de pénétrer dans les cellules pulmonaires », explique Ke Cheng, auteur correspondant de cette recherche. « Ces faux verrous lient et piègent le virus, l’empêchant d’infecter les cellules et de se répliquer, et le système immunitaire de l’organisme s’occupe du reste. »

Cheng et ses collègues du NC State et de l’UNC-CH ont converti des CSL en nanovésicules, c’est-à-dire en minuscules bulles de membrane cellulaire dont la surface est recouverte de récepteurs ACE2 et d’autres protéines spécifiques aux cellules pulmonaires.

Cette approche fonctionne très bien

Ils ont confirmé que la protéine S se liait bien aux récepteurs ACE2 sur les leurres in vitro, puis ont utilisé un virus imitant le SARS-Co-V-2 fabriqué pour des essais in vivo sur un modèle de souris. Les leurres ont été administrés par inhalation. Chez les souris, ces nano-leurres sont restés dans les poumons pendant 72 heures après l’administration d’une dose et ont accéléré la clairance de l’imitation du virus.

Enfin, un organisme de recherche sous contrat a mené une étude pilote sur un modèle de macaque et a constaté que la thérapie par inhalation avec les nano-leurres accélérait la clairance virale et réduisait l’inflammation et la fibrose dans les poumons. Bien qu’aucune toxicité n’ait été observée dans cette étude sur la souris ou le macaque, des études supplémentaires seront nécessaires pour transposer cette thérapie à l’homme et déterminer exactement comment ces nano-leurres sont éliminés par l’organisme.

Les chercheurs soulignent trois avantages de ces nano-leurres LSC. Premièrement, elles peuvent être administrées de manière non invasive dans les poumons par inhalation. Ensuite, comme ces nano-leurres sont acellulaires (il n’y a rien de vivant à l’intérieur), ils peuvent être facilement conservés et rester stables plus longtemps, ce qui permet une utilisation standard. Enfin, les LSC sont déjà utilisés dans d’autres essais cliniques, ce qui augmente la probabilité de pouvoir les utiliser dans un avenir proche.

Une thérapie qui sera utile à long terme

« En nous concentrant sur les défenses de l’organisme plutôt que sur un virus qui ne cessera de muter, nous avons la possibilité de créer une thérapie qui sera utile à long terme », explique M. Cheng. « Tant que le virus a besoin de pénétrer dans la cellule pulmonaire, nous pouvons continuer à le tromper ».

Cette recherche a été publiée dans Nature Nanotechnology.

Source : North Carolina State University
Crédit photo : Rawpixel