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Un polímero mucoadhesive con la actividad anti-SARS-COV-2 in vitro y in vivo

Los investigadores han demostrado la actividad respiratoria aguda anti-severa del síndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2) de un polímero mucoadhesive que se puede utilizar como aerosol nasal para prevenir la infección SARS-CoV-2 y la transmisión.

Estudio: Inhibición SARS-CoV-2 usando un kitosán mucoadhesive, amphiphilic que puede servir como aerosol nasal antivirus. Haber de imagen: Juan Gaertner/ShutterstockEstudio: Inhibición SARS-CoV-2 usando un kitosán mucoadhesive, amphiphilic que puede servir como aerosol nasal antivirus. Haber de imagen: Juan Gaertner/Shutterstock

En su estudio reciente publicado en partes científicos, las personas han evaluado N-palmitoyl-N-monometil-n, ndimethyl-n, N, N-trimethyl-6-O-glycolchitosan (GCPQ), un derivado de poco peso molecular del kitosán, como candidato que prevenía el asiento viral en las células epiteliales nasales mamíferas para limitar la extensión de la enfermedad 2019 (COVID-19) del coronavirus.

¿Cuál es la necesidad del aerosol nasal antivirus?

Los síntomas neurológicos asociados a COVID-19, como la baja del olor y del gusto, se han correlacionado al asiento de SARS-COV-2 de la cavidad nasal al cerebro vía las neuronas olfativas. Como algunas de las tecnologías vaccíneas más prometedoras neutralice el virus sistémico, ellos no acortan la carga viral dentro del epithelia nasal, aumentando incertidumbre sobre la pausa en la poste-vacunación de la transmisión de la enfermedad.

Las intervenciones locales, como los aerosoles nasales antivirus que limitan el asiento de la célula del virus en la cavidad nasal, podrían profundo afectar el curso y la severidad de la enfermedad.

Los estudios anteriores en composiciones como glycopolymers sulfatados y kitosanes sulfatados han demostrado actividad antivirus inhibiendo el asiento en la célula. Sin embargo, según el estudio actual, los oligochitosans sin la composición de amonio de cuaternario (QAC) estaban inactivos en asiento de inhibición del coronavirus en las células.

HTCC, un kitosán - la composición de QAC, se ha probado específicamente para la actividad de inhibición contra SARS-CoV-2 y MERS-CoV. Sin embargo, como el peso molecular correlaciona con la facilidad con la cual un polímero se puede incorporar en ambientes acuosos, el peso de molecularidad elevada del efectivo variable de HTCC (el kDa 50-190) para el SARS-CoV-2 pudo plantear limitaciones para idear formulaciones entregables. Por otra parte, no ha pasado a través de una pantalla de la toxicología de la buena (GLP) práctica de laboratorio.

Las personas han evaluado GCPQ, polímero cargado de a positivo - con un peso más de poco peso molecular (10-30kDa) que HTCC, para sus propiedades anti-SARS-CoV-2.

¿Qué los investigadores hicieron?

Las personas probaron cuatro polímeros de GCPQ con pesos moleculares diversos. La citotoxicidad de polímeros fue fijada incubando capas monomoleculares confluentes de las células E6 y A549ACE2+ de Vero con un alcance de las concentraciones de la composición de GCPQ, y 48 horas más adelante, el análisis de la viabilidad de la célula de XTT fue realizado.

La actividad antivirus de GCPQs fue determinada infectando Vero confluente E6 y capas monomoleculares de A549ACE2+ con el virus SARS-CoV-2 en la dosis infecciosa el 50% de la cultura de 400 tejidos por el ml en presencia de composiciones de la prueba o de PBS. Las células fueron incubadas por dos horas en 37°C y el 5% CO2. Después de lavarse, cada uno composición fue reaplicada sobre la capa monomolecular de célula. Los supernatants del cultivo celular para el qPCR cerco posteriormente después de dos días de cultura.

Inhibición viral en células epiteliales de la aerovía (HAE) humana

Pues las composiciones se comportan diferentemente en el sistema artificial del cultivo celular, los autores apuntaron validar las observaciones en un sistema más complejo, un modelo completo ex vivo distinguido de HAE, que reconstituye el epitelio respiratorio humano y repliega las acciones recíprocas el ordenador principal-patógeno.  

La inhibición de la réplica del virus en HAE fue evaluada infectando MucilAir™ con SARS-CoV-2 en 5000 TCID50/ml en presencia de GCPQa o de PBS. Dos diversas concentraciones de GPCQa fueron evaluadas. Los lavados o los supernatants apicales del cultivo celular cerco para aislar el ARN para el análisis del qPCR.

Lanzamiento intranasal de GCPQ en un modelo animal sano

El ratón masculino de Balb/C era GCPQ radiolabelled administrado intranasal. Las exploraciones de SPECT/CT del ratón dirigen en 30 minutos, dos horas y 30 minutos, y 24 horas después de la administración nasal fueron detectadas. Después de que la exploración final, la culata de cilindro entera del ratón fuera analizada.

Inhibición in vivo viral en los ratones transgénicos que expresan el receptor ACE2

El el día 0, los ratones transgénicos que expresaban la proteína humana ACE2 fueron infectados intranasal con el virus SARS-CoV-2. Cada grupo experimental de animales entonces era GPCQ administrado o remdesivir intranasal cada 24 horas desde el primer día hasta la poste-infección del día seis. Los lampazos nasales fueron tomados, y los tejidos de cerebros cerco el día seis para el qPCR.

¿Qué los investigadores encontraron?

las concentraciones No-citotóxicas fueron observadas y utilizadas para los análisis virales. Las personas observaron la inhibición efectiva de la réplica SARS-CoV2 en presencia de GCPQa y de GCPQc en las concentraciones no tóxicas de 10 μg/ml y de 25 μg/ml. GCPQa mostró la citotoxicidad más alta pero al mismo tiempo el potencial más alto anti-SARS-CoV-2.

Las imágenes de SPECT de la culata de cilindro del ratón indicaron un rato de residencia largo de GCPQ en nares del ratón, evidente por la presencia de 28,22% de la dosis administrada dentro de los nares 30 minutos después de la administración. Redujo ligeramente a 25,13% después de dos horas y 30 minutos y en 24 horas, 13,13% de la dosis administrada fueron encontrados para ser conservados dentro de los nares. Ex vivo el análisis del curimeter también confirmó la presencia de 13,5% de la dosis administrada en la culata de cilindro del ratón 24 horas después de dosificar.

El experimento in vivo viral de la inhibición mostró una tendencia hacia la inhibición de la réplica viral en el pasaje nasal y el cerebro del ratón. Sin embargo, el estudio no fue movido por motor para descubrir la significación estadística.

Implicaciones del estudio

Los investigadores sugieren de las conclusión que un de poco peso molecular asciende la actividad anti-SARS-CoV-2 de GCPQ en células mamíferas. La facilidad con la cual una composición de poco peso molecular solubiliza también releva el requisito para producir un aerosol nasal acuoso.

También, la tendencia reductora de las partículas SARS-CoV-2 en el cerebro proporciona pruebas encouraging que los síntomas neurológicos experimentados en COVID-19 se pueden reducir de hecho con el uso del profiláctico antivirus.

La especulación de las personas en la actividad de GCPQ que es basada en la acción recíproca electroestática entre GCPQ y el virus destaca la posibilidad que GCPQ se puede aplicar a una amplia variedad de infecciones virales como aerosol nasal o por otros medios para el tratamiento y la profilaxis.

Journal reference:
  • Pyrć, K., et al. (2021) SARS-CoV-2 inhibition using a mucoadhesive, amphiphilic chitosan that may serve as an anti-viral nasal spray. Scientific Reports 11, 20012 (2021). doi: https://doi.org/10.1038/s41598-021-99404-8
Namita Mitra

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Namita Mitra

After earning a bachelor’s degree in Veterinary Sciences and Animal Health  (BVSc) in 2013, Namita went on to pursue a Master of Veterinary Microbiology from GADVASU, India. Her Master’s research on the molecular and histopathological diagnosis of avian oncogenic viruses in poultry brought her two national awards. In 2013, she was conferred a doctoral degree in Animal Biotechnology that concluded with her research findings on expression profiling of apoptosis-associated genes in canine mammary tumors. Right after her graduation, Namita worked as Assistant Professor of Animal Biotechnology and taught the courses of Animal Cell Culture, Animal Genetic Engineering, and Molecular Immunology.

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