Para infectar a sus víctimas, la influenza A se dirige a los pulmones, donde se adhiere al ácido siálico en la superficie de las células. Así que los investigadores crearon el señuelo perfecto:una nanopartícula esférica cuidadosamente construida recubierta de ácido siálico atrae al virus de la influenza A a su perdición. Cuando se empaña en los pulmones, la nanopartícula atrapa la influenza A, sosteniéndolo hasta que el virus se autodestruya.

En un estudio en ratones inmunodeprimidos, el tratamiento redujo la mortalidad por influenza A del 100 por ciento al 25 por ciento durante 14 días. El enfoque novedoso, que es radicalmente diferente de las vacunas contra la influenza A existentes, y tratamientos basados ​​en inhibidores de neuraminidasa, podría extenderse a una gran cantidad de virus que utilizan un enfoque similar para infectar a los humanos, como el Zika, VIH, y malaria. Los resultados se publicaron hoy en la edición avanzada en línea de la revista. Nanotecnología de la naturaleza .

"En lugar de bloquear el virus, imitamos su objetivo:es un enfoque completamente nuevo, "dijo Robert Linhardt, un experto en glicoproteínas y profesor del Instituto Politécnico Rensselaer que dirigió la investigación. "Es eficaz con la influenza y tenemos razones para creer que funcionará con muchos otros virus. Esto podría ser terapéutico en los casos en que la vacuna no sea una opción". como la exposición a una cepa imprevista, o con pacientes inmunodeprimidos ".

El proyecto es una colaboración entre investigadores del Centro de Biotecnología y Estudios Interdisciplinarios (CBIS) de Rensselaer y varias instituciones de Corea del Sur, incluida la Universidad Nacional de Kyungpook. Autor principal, Seok-Joon Kwon, un científico investigador del CBIS, coordinó el proyecto a través de las fronteras, permitiendo a las instituciones surcoreanas probar un fármaco diseñado y caracterizado en Rensselaer. Los autores incluyeron a Kwon, Linhardt, Ravi S. Kane, Jonathan S. Dordick, Marc Douaisi, y Fuming Zhang en Rensselaer; y los investigadores coreanos Kyung Bok Lee, Dong Hee Na, Jong Hwan Kwak, Parque Eun Ji, Parque Jong-Hwan, Hana Youn, y Chang-Seon Song.

Para acceder al interior de una celda y replicarse, la influenza A primero debe unirse a la superficie celular, y luego se liberó. Se une a la proteína hemaglutinina, y cortes que se unen con la enzima neuraminidasa. La influenza A produce numerosas variaciones de hemaglutinina y neuraminidasa, todos los cuales son antígenos dentro del patógeno que provocan una respuesta del sistema inmunológico. Las cepas de influenza A se caracterizan de acuerdo con la variación de hemaglutinina y neuraminidasa que llevan, de ahí el origen de las denominaciones familiares H1N1 o H3N2.

Existen medicamentos para contrarrestar el virus, pero todos son vulnerables a la continua evolución antigénica del virus. Una vacuna anual es eficaz solo si coincide con la cepa del virus que infecta el cuerpo. Y el virus ha demostrado tener la capacidad de desarrollar resistencia a una clase de terapias basadas en inhibidores de neuraminidasa, que se unen ay bloquean la neuraminidasa.

La nueva solución se dirige a un aspecto de la infección que no cambia:todas las variedades de hemaglutinina de la influenza A deben unirse al ácido siálico humano. Para atrapar el virus el equipo diseñó un dendrímero, una nanopartícula esférica con ramas parecidas a árboles que emanan de su núcleo. En las ramas más externas, adjuntan moléculas, o "ligandos, "de ácido siálico.

La investigación encontró que el tamaño del dendrímero y el espacio entre los ligandos es parte integral de la función de la nanopartícula. La hemaglutinina se presenta en grupos de tres, o "trimers, "en la superficie del virus, y los investigadores encontraron que un espaciamiento de 3 nanómetros entre ligandos resultaba en la unión más fuerte a los trímeros. Una vez unido al dendrímero densamente empaquetado, la neuraminidasa viral no puede cortar el vínculo. La capa del virus contiene millones de trímeros, pero la investigación reveló que solo unos pocos vínculos provocan que el virus descargue su carga genética y, en última instancia, se autodestruya.

Un enfoque diferente, usando una nanopartícula menos estructurada, había sido probado previamente en investigaciones no relacionadas, pero la nanopartícula seleccionada resultó ser tóxica, y podría ser inactivado por neuraminidasa. El nuevo enfoque es mucho más prometedor.

"El mayor logro fue el diseño de una arquitectura que está optimizada para unirse con tanta fuerza a la hemaglutinina, la neuraminidasa no puede introducirse y liberar el virus, "dijo Linhardt." Está atrapado ".