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El extracto de algas marinas supera a Remdesivir en el bloqueo del SARS-CoV-2 en modelos celulares de COVID-19

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El extracto de algas marinas supera a Remdesivir en el bloqueo del SARS-CoV-2 en modelos celulares de COVID-19

Crédito: Joseph Mucira, Pixabay
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En una prueba de eficacia antiviral contra el virus que causa el COVID-19, un extracto de algas marinas comestibles superó sustancialmente al remdesivir, el antiviral estándar actual utilizado para combatir la enfermedad. La heparina, un anticoagulante común, y una variante de heparina despojada de supropiedades anticoagulantes, realizadas a la par con remdesivir en la inhibición de la infección por SARS-CoV-2 en células de mamíferos.

Publicado en línea hoy en Descubrimiento celular , la investigación es el último ejemplo de una estrategia de señuelo que los investigadores del Centro de Biotecnología y Estudios Interdisciplinarios CBIS del Instituto Politécnico Rensselear están desarrollando contra virus como el nuevo coronavirus que generó la actual crisis de salud global.

La proteína de pico en la superficie del SARS-CoV-2 se adhiere al receptor ACE-2, una molécula en la superficie de las células humanas. Una vez asegurado, el virus inserta su propio material genético en la célula, secuestrando la maquinaria celular paraproducir virus de réplica. Pero el virus podría ser fácilmente persuadido para que se fije en una molécula señuelo que ofrezca un ajuste similar. El virus neutralizado quedaría atrapado y eventualmente se degradaría de forma natural.

Investigaciones anteriores han demostrado que esta técnica de señuelo funciona para atrapar otros virus, incluidos el dengue, el Zika y la influenza A. Para escuchar a los investigadores discutir sus hallazgos, vea este video.

"Estamos aprendiendo a bloquear la infección viral, y ese es el conocimiento que necesitaremos si queremos enfrentar rápidamente las pandemias", dijo Jonathan Dordick, investigador principal y profesor de ingeniería química y biológica en el Instituto Politécnico Rensselaer.. "La realidad es que no tenemos buenos antivirales. Para protegernos contra futuras pandemias, vamos a necesitar un arsenal de enfoques que podamos adaptar rápidamente a los virus emergentes".

El Descubrimiento celular el papel prueba la actividad antiviral en tres variantes de heparina heparina, heparina trisulfatada y una heparina de bajo peso molecular no anticoagulante y dos fucoidanos RPI-27 y RPI-28 extraídos de algas. Los cinco compuestos son cadenas largas demoléculas de azúcar conocidas como polisacáridos sulfatados, una conformación estructural que los resultados de un estudio de unión publicado a principios de este mes en Antiviral Research sugirieron como un señuelo efectivo.

Los investigadores realizaron un estudio de respuesta a la dosis conocido como EC50 - abreviatura de la concentración efectiva del compuesto que inhibe el 50% de la infectividad viral - con cada uno de los cinco compuestos en células de mamíferos. Para los resultados de un EC50, quese dan en una concentración molar, un valor más bajo indica un compuesto más potente.

RPI-27 arrojó un valor de CE50 de aproximadamente 83 nanomolar, mientras que una prueba in vitro similar publicada anteriormente e independiente de remdesivir en las mismas células de mamífero arrojó una CE50 de 770 nanomolar. La heparina produjo una CE50 de 2.1 micromolar, o aproximadamente uno-tercero tan activo como remdesivir, y un análogo no anticoagulante de la heparina produjo una CE50 de 5.0 micromolar, aproximadamente una quinta parte tan activo como remdesivir.

Una prueba separada no encontró toxicidad celular en ninguno de los compuestos, incluso a las concentraciones más altas probadas.

"Lo que nos interesa es una nueva forma de llegar a la infección", dijo Robert Linhardt, profesor de química y biología química de Rensselaer que colabora con Dordick para desarrollar la estrategia del señuelo. "El pensamiento actual es que la infección por COVID-19comienza en la nariz, y cualquiera de estas sustancias podría ser la base de un aerosol nasal. Si simplemente pudiera tratar la infección temprano, o incluso tratarla antes de tener la infección, tendría una forma de bloquearla antes de que ingrese al cuerpo. "

Dordick agregó que los compuestos de las algas marinas "podrían servir como base para un enfoque de administración oral para abordar una posible infección gastrointestinal".

Al estudiar los datos de secuenciación del SARS-CoV-2, Dordick y Linhardt reconocieron varios motivos en la estructura de la proteína de pico que prometían un ajuste compatible con la heparina, un resultado confirmado en el estudio de unión. La proteína de pico está fuertemente incrustada en glucanos, una adaptación que lo protege de las enzimas humanas que podrían degradarlo y lo prepara para unirse a un receptor específico en la superficie celular.

"Es un mecanismo muy complicado del que, francamente, no conocemos todos los detalles, pero estamos obteniendo más información", dijo Dordick. "Una cosa que quedó clara con este estudio es que cuanto más grande es la molécula, elmejor el ajuste. Los compuestos más exitosos son los polisacáridos sulfatados más grandes que ofrecen un mayor número de sitios en las moléculas para atrapar el virus. "

El modelo molecular basado en el estudio de unión reveló sitios en la proteína de punta donde la heparina pudo interactuar, aumentando las perspectivas de polisacáridos sulfatados similares.

"Esta emocionante investigación de los profesores Dordick y Linhardt se encuentra entre varios esfuerzos de investigación en curso en CBIS, así como en otras partes de Rensselaer, para abordar los desafíos de la pandemia de COVID-19 a través de enfoques terapéuticos novedosos y la reutilización de medicamentos existentes", dijoEl director de CBIS, Deepak Vashishth.

Referencia: Kwon, PS, Oh, H., Kwon, S. et al. 2020. Los polisacáridos sulfatados inhiben eficazmente el SARS-CoV-2 in vitro. Cell Discov . DOI: http://doi.org/10.1038/s41421-020-00192-8

Este artículo se ha vuelto a publicar a partir de lo siguiente materiales . Nota: el material puede haber sido editado por su extensión y contenido. Para obtener más información, comuníquese con la fuente citada.

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