Un antivirale nasale creato dai ricercatori della Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons sarebbe in grado di bloccare la trasmissione di SARS-CoV-2 (ormai conosciuto come Coronavirus o Covid) nei furetti. La ricerca suggerisce che lo spray nasale potrebbe anche prevenire l’infezione nelle persone esposte al nuovo coronavirus, comprese le varianti recenti e più ostiche.
La ricerca è stata pubblicata su Science il 17 febbraio scorso e sta facendo il giro del mondo medico.
Come funziona lo spray anti Covid
Il composto nello spray – un lipopeptide sviluppato da Matteo Porotto, professore associato di patogenesi molecolare virale, e Anne Moscona, professoressa di pediatria e professoressa di fisiologia e biofisica cellulare, entrambi professori del Dipartimento di Pediatria alla Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons e direttori del Center for Host-Pathogen Interaction – è progettato per impedire al nuovo coronavirus di entrare nelle cellule ospiti.
Il lipopeptide antivirale è poco costoso da produrre, ha una lunga durata e non richiede refrigerazione. Queste caratteristiche lo distinguono da altri approcci antivirali in fase di sviluppo, inclusi gli anticorpi monoclonali. Il nuovo lipopeptide nasale potrebbe essere l’ideale per arrestare in modo semplice la diffusione di COVID nel mondo. Tra l’altro, il composto trasportabile e stabile potrebbe essere particolarmente importante nelle popolazioni rurali, a basso reddito e difficili da raggiungere dalla più ampia campagna vaccinale.
Furetti come modello
I furetti sono spesso usati negli studi sulle malattie respiratorie perché i polmoni di questi animali e degli esseri umani sono simili. I furetti sono altamente suscettibili alle infezioni da SARS-CoV-2 e il virus si diffonde facilmente da furetto a furetto.
In questo studio, condotto in collaborazione con Rory de Vries e Rik de Swart all’Erasmus in Olanda, il 100% dei furetti non trattati è stato infettato dai loro compagni di gabbia che spargevano il virus, ricreando in qualche modo le condizioni della diffusione in ambienti abituali, come il condividere un letto, una stanza, un ufficio o una classe scolastica.
Quando è emerso il Covid 19, i ricercatori hanno adattato i loro progetti al nuovo coronavirus, collaborando con Christopher Alabi, presso la Cornell University.
“Una lezione che vogliamo sottolineare è l’importanza di applicare la scienza di base per sviluppare trattamenti per i virus che colpiscono le popolazioni umane a livello globale. I frutti della nostra ricerca precedente hanno portato alla rapida applicazione dei metodi a COVID-19.”
hanno dichiarato Moscona e Porotto. Un documento che descrive una prima generazione del composto e il suo effetto in un modello 3D del polmone umano è apparso per la prima volta sulla rivista mBio il 20 ottobre scorso. In questo modello di polmone umano, il composto è stato in grado di estinguere un’infezione iniziale, prevenire la diffusione del virus all’interno del polmone e non era affatto tossico per le cellule delle vie aeree.
I lipopeptidi e i virus
I lipopeptidi agiscono impedendo a un virus di fondersi con la membrana cellulare del suo ospite, un passaggio necessario che avvolge i virus, incluso SARS-CoV-2, utilizzato per infettare le cellule. Per fondersi, il nuovo coronavirus dispiega la sua proteina spike prima di contrarsi in un fascio compatto alla base della fusione.
Il composto progettato da Moscona e Porotto riconosce lo spike SARS-CoV-2, si incunea nella regione spiegata e impedisce alla proteina spike di adottare la forma compatta necessaria per la fusione. Sembrerebbe quindi un’ottima soluzione per impedire al virus di diffondersi, almeno nel caso delle cavie da laboratorio. Negli esperimenti sui furetti all’Erasmus, infatti, il lipopeptide è stato somministrato nel naso di coppie di furetti, quindi alloggiati con due furetti di controllo che hanno ricevuto uno spray nasale salino, e un furetto infettato da SARS-CoV-2.
Dopo 24 ore di intenso contatto diretto tra i furetti, i test hanno rivelato che nessuno dei furetti trattati ha preso il virus dal loro compagno di gabbia infetto e la loro carica virale era esattamente zero, mentre tutti gli animali di controllo erano altamente infetti.
Efficacia contro le varianti
Lo sappiamo bene ormai: i funzionari della sanità pubblica sono preoccupati per l’emergere di diverse varianti di SARS-CoV-2, che sembrano essere più trasmissibili e mortali e potrebbero essere più abili nell’eludere gli anticorpi generati dalle attuali terapie.
Porotto e Moscona hanno testato il lipopeptide su cellule infettate con una gamma di varianti SARS-CoV-2, tra cui B.1.1.7 e B.1.351, e hanno scoperto che il composto ha impedito alla proteina spike di tutte le varianti di fondersi con la membrana cellulare.
Facilmente somministrabili
Moscona e Porotto propongono che questi peptidi possano essere utilizzati in qualsiasi situazione in cui una persona non infetta è esposta a rischi di contagio, che sia in famiglia, a scuola, in un ambiente sanitario o una qualsiasi comunità.
“Anche in uno scenario ideale con ampi segmenti della popolazione vaccinata – e con piena fiducia e rispetto delle procedure di vaccinazione – questi antivirali costituiranno un importante complemento per proteggere gli individui e controllare la trasmissione”, affermano Moscona e Porotto. Le persone che non possono essere vaccinate o che non sviluppano l’immunità beneficeranno particolarmente dello spray anche perché l’antivirale è facilmente somministrabile e, in base all’esperienza degli scienziati con altri virus respiratori, la protezione sarebbe immediata e durerebbe per almeno 24 ore.
Gli scienziati sperano di far avanzare rapidamente l’approccio preventivo alle sperimentazioni sugli esseri umani con l’obiettivo di contenere la trasmissione durante questa pandemia e, inoltre, stanno conducendo studi avanzati sulla trasmissione in modelli animali e sulla produzione e formulazione del peptide.
Anne Moscona, è professoressa di pediatria e professoressa di fisiologia e biofisica cellulare presso la Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons.
Matteo Porotto, PhD, è professore associato di patogenesi molecolare virale presso il Dipartimento di Pediatria della Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons.
Altri autori: Rory D. de Vries (Erasmus University Medical Center, Paesi Bassi), Katharina S. Schmitz (Erasmus), Francesca T. Bovier (Columbia University Irving Medical Center e Università della Campania “Luigi Vanvitelli”, Italia), Camilla Predella (Columbia University Irving Medical Center), Jonathan Khao (Harvard and Digizyme), Danny Noack (Erasmus), Bart L. Haagmans (Erasmus), Sander Herfst (Erasmus), Kyle N. Stearns (Erasmus), Jennifer Drew-Bear (Erasmus) ), Sudipta Biswas (Cornell University), Barry Rockx (Erasmus), Gaël McGill (Harvard e Digizyme), Samuel H. Gellman (University of Wisconsin, Madison), Christopher A. Alabi (Cornell) e Rik L. de Swart ( Erasmus).
Questo lavoro è stato sostenuto da finanziamenti del National Institutes of Health (AI146980, AI121349, NS091263 e AI114736), il Fondo Sharon Golub presso il Columbia University Irving Medical Center, il Children’s Health Innovation Nucleation Fund of the Pediatrics Department at CUIMC e un COVID -19 Premio per la ricerca dall’Harrington Discovery Institute presso gli ospedali universitari.
