Nanopartículas de oro para destruir virus

Muchas son las enfermedades que causan los virus, entre ellas las del VIH, herpes, Ebola, virus del papiloma, y también muchas las vidas que se cobran, sobre todo en países en vías de desarrollo.

Los medicamentos antivirales son aquellos que actúan combatiendo virus. Mientras que existen fármacos que son capaces de actuar frente a algunos virus específicos, no existen tratamientos de amplio espectro, es decir, que sean capaces de actuar frente a un gran número de especies víricas, al contrario de lo que sucede con algunos antibióticos, que sí son capaces de actuar frente a muchos tipos de bacterias. De hecho, esto supone un importante problema en el tratamiento de las infecciones por virus.

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Representación de un ataque imaginario de las nanoparticulas a un virus, para producir la su pérdida de integridad. Creditos: ©SUNMIL/EPFL

Por eso un grupo de investigadores de Supramolecular Nano-Materials and Interfaces Laboratory – Constellium Chair (SUNMIL)  ha desarrollado nanoparticulas de oro con el fin de combatir a los virus, y parece que estos avances podrían suponer un tratamiento de amplio espectro. El mecanismo por el que funcionan estas nanopartículas es que, una vez inyectadas en el cuerpo, estas nanopartículas imitan las células humanas y atrapan a los virus. Cuando los virus se unen a ellas con el fin de infectarlas, las nanopartículas usan un aumento de presión local a través de este enlace, que serviría de alguna forma para romper los virus, transformándolos en inocuos.  Los resultados de estas investigaciones fueron publicados en Nature Materials.

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©Alain Herzog/EPFL – Prof. Francesco Stellacci

Ventajas de un tratamiento de amplio espectro contra virus

Según la opinión de Francesco Stellacci, que dirige SUNMIL (http://sti.epfl.ch/home), de la Escuela de Ingeniería “afortunadamente existen medicamentos efectivos contra algunos virus, como el VIH y la hepatitis C”, pero el problema es que “estos medicamentos solo funcionan en un virus específico” y no frente a un amplio rango de ellos, lo cual sería muy necesario.

Si se desarrollasen fármacos antivirales de amplio espectro se podría usar un solo medicamento para combatir todos los virus, especialmente aquellos virus que pueden ser potencialmente mortales pero que no tienen tratamiento alguno a día de hoy. Siendo aún más interesantes en países o regiones en desarrollo, donde no es posible  realizar diagnósticos precisos debido a la falta de herramientas y equipos diagnósticos.

Otra ventaja secundaria sería la lucha contra las resistencias bacterianas, dado que reducirían la prescripción innecesaria de antibióticos, en aquellas infecciones virales. Frecuentemente “los médicos recetan antibióticos en respuesta a infecciones virales, ya que no hay otro medicamento disponible, pero los antibióticos solo son efectivos contra las bacterias, y este uso general fomenta el desarrollo de mutaciones de virus y una acumulación de resistencia en los humanos”, asegura Stellacci.

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Mecanismo de las nanopartículas como medicamentos antivirales

Para que un medicamento sea considerado un buen antiviral para el tratamiento de una infección por virus debe cumplir ciertos requisitos, entre ellos, que debe actuar exclusivamente frente al virus y no frente al ser humano.  De hecho, un problema en el desarrollo de nuevos tratamientos de amplio espectro contra virus es que en general son tóxicos para humanos. Sin embargo, las nanopartículas de oro diseñadas por estos investigadores son inofensivas para los humanos, e imitan a los receptores que los virus buscan para acoplarse a las células humanas.

El mecanismo de infección de los virus consiste en la unión del mismo a las  células humanas e insertándose en su mecanismo de replicación, para así multiplicarse. El diseño de estas nanopartículas permite “engañar” a los virus y haciéndoles creer que están invadiendo una célula humana. Y, al unirse el virus a las nanopartículas, la presión resultante deforma el virus, lo rompe y lo deja debilitado e inofensivo de forma irreversible, esto es, daña permanentemente al virus. La principal diferencia es que este mecanismo de actuación antiviral no es tóxico para las células del ser humano, al contrario que otras estrategias que se habían ideado para diseñar fármacos antivirales de amplio espectro.

¿Se ha ensayado en algún tipo de virus?

Uno de los puntos críticos es el paso a células reales, donde las condiciones particulares de las células no permiten su aplicación real. En este caso, se han llevado a cabo experimentos en cultivos celulares infectados por virus del herpes simple (un virus muy común), virus del papiloma (que pueden provocar cáncer uterino), virus sincicial respiratorio (RSV, que puede causar neumonía), virus dengue y VIH (lentivirus). Los resultados obtenidos fueron exitosos para todos ellos.

Por otro lado también se testaron las nanoparticulas en animales vivos, donde se encontró que ratones infectados por RSV fueron tratados y curados gracias a estas nanoparticulas.

begona_icon_round Begoña Martín

Referencias

Cagno, V.;  Andreozzi, P.;  D’Alicarnasso, M.; Silva, P.J.;  Mueller, M.; Galloux,M.; Le Goffic, R.;  Jones, S.T.; Vallino, M.; Hodek, J.; Weber, J.; Sen, S.; Janeček, E.R; Bekdemir, A.; Sanavio, B.; Martinelli, C.; Donalisio, M.; Rameix Welti, M.A.; Eleouet, J.F.; Han, Y.; Kaiser, L.; Vukovic, L.; Tapparel, C.; Král, P.; Krol, S.; Lembo, D.; Stellacci, F. Broad-spectrum non-toxic antiviral nanoparticles with a virucidal inhibition mechanism. Nature Materials (2017) doi:10.1038/nmat5053

http://www.osakidetza.euskadi.eus/r85-ckgrip04/es/contenidos/informacion/gripe_antivirales/es_gripe/gripe_antivirales.html

https://actu.epfl.ch/news/using-gold-nanoparticles-to-destroy-viruses/

https://phys.org/news/2017-12-gold-nanoparticles-viruses.html

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