Em um estudo recente publicado em Nature Nanotechnology, os pesquisadores exploraram a eficácia com que novas e potenciais vacinas, medicamentos e anticorpos monoclonais (mAbs) baseados em nanotecnologia poderiam combater as variantes atuais e ainda não emergentes do coronavírus 2 da síndrome respiratória aguda grave (SARS-CoV-2).

BACKGROUND

As vacinas de ácido ribonucleico mensageiro (mRNA) baseadas em nanotecnologia têm combatido notavelmente o SARS-CoV-2 até agora; no entanto, as variantes emergentes do SARS-CoV-2 exigem novas estratégias para compensar a perda de eficácia da vacina de mRNA contra elas.

A Omicron, por exemplo, reduziu severamente a função do anticorpos neutralizantes (nAbs) com menos de 3% de mutações em sua proteína spike (S). As empresas fabricantes de vacinas de mRNA começaram a considerar o desenvolvimento de vacinas específicas da Omicron.

Vacinas, medicamentos e anticorpos baseados em nanotecnologia

Medicamentos anti-inflamatórios (por exemplo, dexametasona) e medicamentos antivirais de amplo espectro permanecem promissores para o tratamento da doença por coronavírus 2019 (COVID-19) e redução da morbidade e mortalidade. Por exemplo, alguns NPs se acumulam principalmente nos macrófagos, aumentando a possibilidade de direcionar a dexametasona às células imunes, o que, por sua vez, poderia suprimir as respostas hiperinflamatórias anormais relacionadas ao COVID-19.

Não apenas as nanopartículas (NPs) mostraram-se promissoras como entrega de medicamentos, mas os nanomedicamentos formulados podem atingir o direcionamento passivo e ativo do SARS-CoV-2, prolongar o tempo de circulação do medicamento e reduzir os efeitos colaterais.

Além disso, habilitado para NP ácido nucleico drogas podem ser co-carregadas com antivirais de amplo espectro em um nanossistema. Uma estratégia de intervenção que integre várias modalidades terapêuticas em um nanossistema pode melhorar ainda mais a eficácia dos tapetes baseados em NP contra o SARS-CoV-2 e suas variantes. Notavelmente, esses medicamentos interferem na sinalização pró-inflamatória ou na replicação viral para combater o COVID-19. 

As vacinas baseadas em NP, especialmente as vacinas de nanopartículas líquidas de mRNA (LNP), têm várias vantagens, incluindo modularidade e alta eficácia; além disso, eles podem ser rapidamente fabricados em grande escala. Consequentemente, a Moderna concluiu o ensaio clínico de fase I de uma vacina COVID-19 mRNA-1273 baseada em LNP em apenas 63 dias após a seleção da sequência.

Como os anticorpos do domínio de ligação ao receptor (RBD) têm o potencial de neutralizar de forma cruzada SARS-CoV, SARS-CoV-2 e morcegos coronavírus, as vacinas baseadas em RBD também podem provocar nAbs cruzados contra SARS-CoV-2 e suas variantes. Uma vacina RBD-24-mer NP foi desenvolvida anexando 24 RBDs marcados com sortase A à superfície da ferritina. A imunização de macacos com vacinas RBD-24-mer NP induziu altos títulos de nAbs contra variantes SARS-CoV-2 resistentes à neutralização, incluindo Alfa, Beta e Gama.

Da mesma forma, os pesquisadores projetaram uma vacina NP RBD-20-mer que consiste em 20 subunidades RBD SARS-CoV-2 usando um NP automontável projetado computacionalmente. Esta vacina baseada em NP pode induzir nAbs direcionados ao vírus da imunodeficiência humana (HIV) e variantes pseudotipadas do SARS-CoV-2 do vírus da estomatite vesicular (VSV) em primatas não humanos.

Maior eficácia e curto tempo de fabricação seriam cruciais para as vacinas COVID-19 de próxima geração adaptadas às variantes do SARS-CoV-2. Portanto, as vacinas baseadas em NP têm um grande potencial devido à sua alta eficácia original e conveniência na atualização do potencial para provar a eficácia em comparação com as vacinas COVID-19 atualmente usadas.

Como alguns nAbs monoméricos projetados em laboratório que neutralizam o SARS-CoV-2 não conseguem neutralizar algumas de suas variantes. Esforços de pesquisa futuros devem desenvolver nanoplataformas de anticorpos multivalentes para promover a atividade neutralizante de nAbs monoméricos contra essas variantes do SARS-CoV-2. Estudos mostraram que esses nanocorpos neutralizam as variantes do SARS-CoV-2 por meio de vários mecanismos. Por exemplo, os nanocorpos de classe I têm como alvo os locais de ligação da enzima conversora de angiotensina 2 (ACE2). Os nanocorpos de classe II ligam-se aos epítopos altamente conservados da proteína S, mantendo assim uma atividade potente contra a maioria das variantes.

O mais intrigante é que os nanocorpos de classe III reconhecem epítopos únicos geralmente inacessíveis aos anticorpos convencionais. É ainda possível melhorar a eficácia geral de todas as três classes de nanocorpos. Essas nanoplataformas de anticorpos multivalentes teriam o potencial de se ligar simultaneamente a diferentes locais da proteína S, visando efetivamente todas as variantes do SARS-CoV-2. Nesse contexto, o desenvolvimento de nanodecoys baseados em ACE2 também tem grande potencial para se tornar uma plataforma universal para todas as variantes do SARS-CoV-2, pois todas têm uma alta afinidade de ligação aos receptores ACE2, independentemente de suas mutações contínuas.

Além disso, o desenvolvimento de nanodecoys baseados na enzima conversora de angiotensina 2 (ACE2) tem grande potencial para se tornar uma plataforma universal para todas as variantes do SARS-CoV-2, pois todas têm uma alta afinidade de ligação aos receptores ACE2, independentemente de suas mutações contínuas. Além disso, uma ampla gama de nanoestruturas (p. .

Conclusão

Devido à rápida disseminação global das variantes do SARS-CoV-2, os avanços e inovações no campo da nanotecnologia podem fornecer diversas abordagens para acelerar o fim da pandemia. As estratégias de design baseadas em NP desenvolvidas para SARS-CoV-2 também podem instigar a inovação no desenvolvimento de estratégias baseadas em nanotecnologia para lidar com outros patógenos infecciosos futuros e suas variantes.