Uno de los retos que actualmente enfrenta la medicina es el uso de medicamentos que tengan una actividad efectiva para el tratamiento de enfermedades producidas por virus. Los antivirales de venta en el mercado son específicos contra un tipo de virus o actúan sobre un grupo pequeño de estos microorganismos, lo que representa un problema a nivel farmacológico. Algunos otros antivirales con los que se cuenta son aquellos de amplio espectro, que para tener una actividad efectiva deben ser administrados en periodos largos y la resistencia del virus ante el fármaco representa una preocupación para el sector salud.

Figura 1. Modelo de dinámica molecular que muestra una unión de nanopartículas a la envoltura externa del virus del papiloma humano. Autor: Petr Kral

En un trabajo de colaboración entre diversos institutos y universidades incluidas la Universidad de Illinios de Chicago, Universidad de Texas, Instituto Molecular de Oncología de Italia, entre otras instituciones de Suiza, Francia y República Checa, se logró desarrollar una tecnología a base de nanopartículas capaces de evitar infecciones virales. Esta investigación representa un proyecto multidisciplinar que da pauta para nuevas alternativas biomédicas. Las nanopartículas funcionan como un antiviral aprovechando las propiedades ya conocidas de los fármacos empleados en este tipo de infecciones y mejorando sus características.

La base del funcionamiento de las nanopartículas se centra en el heparán sulfato o proteoglicano sulfato de heparina que es un polisacárido presente en tejidos animales, el cual es sitio de unión a diversas proteínas y regula una variedad amplia de actividades biológicas. Esta estructura también ha mostrado ser un receptor celular para la entrada de diversos virus a la célula. Los antivirales de amplio espectro actúan sobre estos sitios para evitar la interacción entre la célula y el virus, este mecanismo es poco sensible ya que la unión del fármaco es reversible al disminuir su concentración y la fuerza de unión es débil, es decir,  el tratamiento farmacológico evita la entrada del virus a la célula y no es capaz de destruir al patógeno.

 

Los investigadores desarrollaron las nanopartículas con una alta especificidad al sitio diana, logrando una mejor protección ante la presencia de virus y a diferencia de los fármacos, las nanopartículas son capaces de destruir al virus. En los estudios in vitro se encontró la unión irreversible de las nanopartículas a los virus del herpes simple, virus del papiloma humano, virus respiratorio sincitial y dengue, causando deformaciones en las estructuras de los microorganismos, sin afectar las células y tejidos sanos. Por otro lado, para garantizar la unión de las nanopartículas al sitio heparán sulfato, se utilizaron técnicas de modelado computacional para tener de manera precisa las estructuras involucradas en la infección vírica y determinar la fuerza de interacción precisa entre las nanopartículas y el receptor; se empleó microscopía electrónica y simulaciones de dinámica molecular para comprobar este mecanismo de unión. Esta tecnología también ha sido probada en estudios ex vivo de histocultivos cervicovaginales humanos infectados con el virus del herpes simple  y de manera in vivo en ratones infectados con el virus sincitial respiratorio.

Con estas investigaciones se espera desarrollar un antiviral de amplio espectro que sea seguro y efectivo, viable para el tratamiento de un número elevado de enfermedades y prevenir epidemias causadas por virus.

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