Un equipo de investigación dirigido por científicos de la Universidad de California, Riverside y de los Ángeles (EEUU) ha diseñado nanopartículas novedosas que sirven de "trampas moleculares" para el SARS-CoV-2. Las trampas se unen al SARS-CoV-2 y evitan este ataque a los macrófagos, glóbulos blancos que rodean y matan a los microorganismos.

"Estas nanopartículas pueden ayudar a mantener la función regular de los glóbulos blancos para combatir la infección por virus", señaló Changcheng Zhou , profesor de ciencias biomédicas en la Facultad de Medicina de la UCR , quien codirigió la investigación con Tzung K. Hsiai, profesor de medicina. y bioingeniería en UCLA.

Los macrófagos actúan como células inmunitarias de primera línea en respuesta a la infección por SARS-CoV-2 al reconocer y tragar los virus. Estas células también producen citocinas, cuya producción forma parte importante de la respuesta inmunitaria del cuerpo, aunque puede generarse un descontrol. La tormenta de citocinas inducida por el virus (la inundación del torrente sanguíneo por parte del sistema inmunitario con proteínas inflamatorias llamadas citocinas) que sigue a una infección puede matar tejidos y dañar órganos. Zhou explicó, al respecto, que los macrófagos inflamados son capaces de infiltrarse en diferentes tejidos para causar efectos adversos asociados con la COVID-19, como miocarditis o inflamación del corazón.

Estos hallazgos, publicados en la revista ´Theranostics´ pueden aplicarse potencialmente al tratamiento de enfermedades asociadas con COVID-19, incluidas las cardíacas. "Además de la inflamación o lesión pulmonar, aproximadamente el 15 % de los pacientes con COVID-19 con afecciones preexistentes pueden desarrollar arritmia cardíaca aguda y miocarditis, y los macrófagos pueden desempeñar un papel importante en este proceso", indicó el experto.

Los mecanismos subyacentes a las disfunciones de los macrófagos mediadas por el SARS-CoV-2 no son del todo conocidos por los científicos. Según Zhou, "esto se debe a que muchas células inmunitarias, incluidos los macrófagos, expresan niveles bajos de ACE2 humano o hACE2, el receptor del SARS-CoV-2".

"Los estudios anteriores en esta línea de trabajo se han centrado principalmente en los mecanismos dependientes de hACE2", concretó. "Nuestros resultados, por otro lado, sugieren que el SARS-CoV-2 puede secuestrar macrófagos e inducir respuestas inflamatorias incluso sin hACE2".

Neutralización del SARS-CoV-2

Zhou y su equipo exploraron la neutralización del SARS-CoV-2 con partículas de liposomas (moléculas que pueden usarse para transportar medicamentos u otras sustancias a los tejidos) como una estrategia terapéutica innovadora para tratar enfermedades asociadas con la COVID-19. El equipo usó nanopartículas para diseñar "Liposome-hACE2" para usarlo como señuelo.

"El virus SARS-CoV-2 se une a hACE2 en la superficie de los liposomas en lugar de a las células inmunitarias, lo que evita que provoque una inflamación mediada por macrófagos", expuso Zhou. "También es posible que el liposoma-hACE2, con o sin unión al SARS-CoV-2, pueda ser internalizado por macrófagos, que pueden inhibir la replicación de partículas virales del SARS-CoV-2. Esto contribuye a la disminución de las respuestas inflamatorias".

Los análisis se realizaron en macrófagos en humanos y ratones. En el tejido murino, los investigadores encontraron que las trampas moleculares inhibían la infiltración de macrófagos inducida por la proteína Spike del SARS-CoV-2 en el pulmón y el corazón, lo que suprimía la inflamación pulmonar y cardíaca. El equipo también descubrió que la proteína Spike estimulaba la inflamación al activar una vía de señalización llamada NF-κB.

"Las nanopartículas que desarrollamos son muy eficientes contra la inflamación inducida por virus. La eliminación de IκB quinasa β, un regulador clave para la señalización de NF-κB, puede abolir las respuestas inflamatorias de los macrófagos inducidas por la proteína Spike. La quinasa β IκB es, por lo tanto, esencial para la inflamación de macrófagos inducida por virus. Podría ser un objetivo importante para combatir el virus SARS-CoV-2", concluyó el investigado Zhou.