Investigadores del Instituto de Biotecnología y de Biomedicina de la Universidad Autónoma de Barcelona (IBB-UAB) han generado una nueva clase de nanoestructuras capaces de capturar y neutralizar grandes cantidades del virus SARS-CoV-2.
El estudio demuestra que las partículas del virus se pueden neutralizar tanto en soluciones líquidas como en la superficie de materiales. Así, los investigadores destacan que las nuevas nanopartículas se podrían utilizar en la fabricación de materiales antivirales como filtros de aguas residuales y de aire, y en tests para una detección precoz de la covid-19. Además, estas nanopartículas podrían ser rediseñadas para reconocer otros patógenos. El trabajo se ha publicado en la revista Advanced Healthcare Materials.
Las nuevas nanopartículas, LCB1-NPs y LCB3-NPs, están formadas por repeticiones de tres proteínas, que se unen gracias a las propiedades de autoensamblaje de una de ellas, llamada ZapB. En la estrategia de ingeniería genética que han implementado, los investigadores han fusionado ZapB con la proteína mCherry, que confiere fluorescencia roja a las nanopartículas, lo que permite localizar las nanopartículas a simple vista.
A esta unión han añadido las proteínas LCB1 y LCB3, que proporcionan la capacidad de unirse al virus SARS-CoV-2 y neutralizarlo. Las nanoestructuras incorporan así las funcionalidades de los tres elementos que las componen en una misma nanopartícula.
Los investigadores señalan la elevada afinidad de las nanopartículas para unirse a la proteína Spike que el SARS-CoV-2 usa para introducirse en las células, así como su capacidad para neutralizar su infección y hacerlo de manera estable tanto en soluciones líquidas como inmovilizadas en una superficie. Esto demuestra la gran polivalencia de este nuevo nanomaterial antiviral y aumenta el abanico de posibles aplicaciones.
“Cada nanopartícula está compuesta por muchísimas proteínas LCB1 o LCB3, por lo que tiene múltiples lugares de unión al virus. Esto aumenta enormemente su potencial como material antiviral en comparación con otros materiales en los que cada nanoestructura solo puede unirse a una sola partícula del virus”, explica Marc Fornt, investigador del IBB-UAB y primer autor del estudio.
Potencial para nuevo material antiviral
Los investigadores destacan el potencial para hacer material antiviral. En un experimento, han utilizado las nanopartículas para fabricar un filtro de virus y esto ha permitido demostrar la capacidad que tiene este nuevo nanomaterial para retener y neutralizar grandes cantidades de virus SARS-CoV-2.
Por ello, entre sus aplicaciones destacan el filtrado de aguas residuales con secreciones de pacientes afectados por la covid-19 para evitar que lleguen al sistema de aguas, y el filtrado de aire en espacios sensibles como las salas de los hospitales. Las nanopartículas también podrían tener aplicación en la fabricación de nuevos tests de detección ultrasensibles para diagnosticar la enfermedad en fases tempranas de la infección, cuando la carga viral todavía es muy baja.
“Estas nuevas nanopartículas son también de gran interés para la producción industrial de materiales antivirales, por la simplicidad, la rapidez y el bajo coste que conlleva generarlas“, detalla Salvador Ventura, investigador del IBB-UAB y director del I3PT, que ha coordinado la investigación.
El sistema modular por el que se han generado las nanoestructuras permite sustituir la proteína que reconoce y neutraliza el SARS-CoV-2 por proteínas que reconozcan otros patógenos de interés.
En el estudio ha participado también personal del Instituto de Investigación e Innovación Parc Bofarull (I3PT), la Institución Catalana de Investigación y Estudios Avanzados (ICREA), el IrsiCaixa, el Instituto de Investigación Germans Trias i Pujol (IGTP), el Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Infecciosas (CIBERINFEC) y la Universidad de Vic – Universidad Central de Cataluña (UVic-UCC).
