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La gomma da masticare sperimentale neutralizza il SARS-CoV-2 nella saliva

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Un nuovo studio intrigante si chiede se una gomma da masticare sperimentale possa aiutare nella lotta contro il COVID-19. Alexander Nolting/EyeEm/Getty Images
  • I ricercatori hanno sviluppato una gomma da masticare dalla lattuga in grado di neutralizzare il SARS-CoV-2 nella saliva.
  • Hanno scoperto che i livelli di RNA virale nella saliva sono scesi a livelli quasi non rilevabili dopo l’esposizione alla gomma da masticare.
  • Essi ipotizzano che questa gomma sperimentale potrebbe aiutare a ridurre la trasmissione.
  • I ricercatori stanno ora spingendo per inserire la gomma da masticare negli studi clinici.

SARS-CoV-2 si trasmette attraverso goccioline e aerosol prodotti quando una persona con il virus parla, respira o canta. Questa è chiamata trasmissione di aerosol.

Pertanto, riducendo Trasmissione SARS-CoV-2 comporta il mascheramento, il distanziamento fisico e l’uso di filtri dell’aria.

La saliva di persone sintomatiche e asintomatiche con SARS-CoV-2 contiene un alto SARS-CoV-2 carica virale. Questo carico virale salivare correla con gravità dei sintomi di COVID-19: una carica virale più elevata ha associazioni con sintomi più gravi.

Il virus principalmente si replica all’interno delle ghiandole salivari e delle mucose orali, rendendole una via potenzialmente ad alto rischio per la trasmissione di SARS-CoV-2.

Ciò è particolarmente vero per le varianti più recenti: la carica virale degli individui con la variante Delta è 1.260 volte superiore a quella di quelli con ceppi precedenti.

Tuttavia, l’inattivazione virale in bocca potrebbe essere una strategia utile per ridurre la diffusione del virus.

In un recente studio, i ricercatori guidati da Penn Dental Medicine a Philadelphia, PA, hanno creato una gomma da masticare da materiali a base vegetale che può ridurre la carica virale di SARS-CoV-2 nella saliva.

Notizie mediche oggi ha parlato con Henry Daniell, Ph.D., vicepresidente e WD Miller Professor presso il Dipartimento di scienze di base e traslazionali presso la Penn Dental Medicine a Philadelphia, PA, autore principale dello studio:

“Il SARS-CoV-2 si replica nelle ghiandole salivari, quindi il debulking dei virus nella cavità orale dovrebbe ridurre la reinfezione di [people with a SARS-CoV-2 infection], oltre alla prevenzione della trasmissione”.

“Allora”, ha continuato il dottor Daniell, “[Angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2)] la gomma da masticare dovrebbe fornire alle persone con COVID-19 il tempo per costruire l’immunità e aiutare a ridurre la gravità della malattia, che dipende dalla carica virale”.

“Le proteine ​​bioincapsulate nella gomma da masticare sono stabili e perfettamente funzionanti per parecchi anni quando conservati a temperatura ambiente, rendendoli così accessibili eliminando i complessi processi di produzione, costosi celle frigorifere, trasporto e altri costi associati ai vaccini attuali”, ha aggiunto.

“È un documento interessante dal punto di vista di come i biomateriali potrebbero avere un potenziale nella somministrazione orale di farmaci oltre ad essere utilizzati come “trappole” molecolari per i patogeni”, Semih Tareen, Ph.D., direttore senior e capo della ricerca sui vettori virali presso Sana Biotechnology, che non è stato coinvolto nello studio, ha detto MNT.

“Gli autori ipotizzano che tali approcci potrebbero aiutare con altri potenziali virus che replicano la saliva, come il virus di Epstein-Barr, l’herpes simplex, [human betaherpesvirus 7], citomegalovirus, epatite C e Zika. Sarà un campo interessante da seguire per vedere se effettivamente tali biomateriali finiranno con scenari di utilizzo nel mondo reale”, ha spiegato il dott. Tareen.

Lo studio attuale appare in Terapia Molecolare.

Recettore ACE2

ACE2 è una proteina che si trova sulla superficie di molti tipi di cellule. Serve come una porta per le piccole proteine ​​per entrare nelle cellule e regolare la loro funzione. È particolarmente coinvolto nei processi legati alla pressione sanguigna, alla guarigione delle ferite e all’infiammazione.

ACE2 è anche il recettore che SARS-CoV-2 utilizza per entrare nelle cellule umane.

Gli studi dimostrano che le persone con difficoltà respiratoria da COVID-19 hanno bassa attività ACE2. Ci sono anche alcune prove che l’iniezione di ACE2 solubile può ristabilire salute nelle persone con la malattia.

Prima della pandemia, il Dr. Daniell aveva studiato la proteina ACE2 come un modo per curare l’ipertensione. Il suo laboratorio ha sviluppato un metodo per far crescere questa proteina utilizzando un sistema di produzione brevettato a base vegetale.

Il sistema a base vegetale funziona bombardando il materiale vegetale con DNA ACE2 per indurre la sua crescita nei cloroplasti vegetali. Dopo essere stato liofilizzato e macinato, è pronto per la consegna ai pazienti, aggirando il costoso processo di sintesi dei farmaci.

Accanto a questa ricerca, il dottor Daniell e i suoi colleghi hanno studiato una gomma da masticare infusa con proteine ​​vegetali che distruggono la placca dentale.

Il Dr. Daniell ha deciso di combinare la sua conoscenza sia di ACE2 che di gomma da masticare per creare una gomma in grado di neutralizzare il SARS-CoV-2 nella cavità orale.

In laboratorio

Il Dr. Daniell ha contattato Ronald Collman, MD, alla Penn Medicine, un virologo e medico polmonare e di terapia intensiva il cui team aveva raccolto saliva e altri campioni biologici da persone con COVID-19 durante la pandemia.

Hanno iniziato una collaborazione per esplorare se il chewing gum infuso con ACE2 potesse neutralizzare il SARS-CoV-2 nei campioni di saliva.

I ricercatori hanno prima coltivato ACE2 nelle piante di lattuga, insieme a un composto che consente all’ACE2 di attraversare le barriere della mucosa e facilitare il legame. Hanno quindi incorporato queste proteine ​​in gomme da masticare al gusto di cannella e le hanno incubate con tamponi nasofaringei prelevati da persone che erano risultate positive al SARS-CoV-2.

I ricercatori hanno scoperto che l’ACE2 nella gomma da masticare potrebbe neutralizzare il SARS-CoV-2 nei tamponi nasofaringei.

Successivamente, i ricercatori hanno modificato gli pseudovirus per esprimere la proteina spike SARS-CoV-2 e poi li hanno incubati con la gomma infusa con ACE2.

In questo esperimento, la gomma ha impedito ai virus di entrare nelle cellule bloccando il recettore ACE2 o legandosi direttamente alla proteina spike.

Infine, i ricercatori hanno esposto campioni di saliva di persone con un’infezione da SARS-CoV-2 sia alla gomma infusa con ACE2 che a una gomma placebo. Mentre hanno visto una certa riduzione dei livelli di RNA virale nella saliva in seguito all’esposizione alla gomma placebo, i livelli di RNA virale nella saliva esposta alla gomma infusa con ACE2 sono diminuiti fino a diventare quasi non rilevabili.

Secondo gli autori, studi precedenti hanno scoperto che 48 composti di alcol zuccherino, tra cui sorbitolo, galattitolo e mannitolo, si legano alle proteine ​​virali, in particolare il Proteina VP40 all’interno di Ebola. La presenza di questi zuccheri nella gomma placebo potrebbe aver spiegato alcuni dei suoi effetti antivirali.

Meccanismi sottostanti

Quando è stato chiesto di spiegare i meccanismi alla base della gomma infusa con ACE2 su SARS-CoV-2, il dott. Daniell ha detto:

“ACE2 utilizza due diversi meccanismi: l’enzima ACE2 si lega direttamente alla proteina spike su SARS-CoV-2 e intrappola il virus nella gomma da masticare. Inoltre, ACE2 si lega al proprio recettore sulle cellule epiteliali orali, bloccando così l’ingresso di qualsiasi virus che non sia intrappolato nella gomma da masticare.

Il Dr. Tareen ha spiegato questo: “Il concetto ruota attorno a una ‘trappola’ molecolare in cui SARS-CoV-2 sarebbe ‘intrappolato’ da due molecole presenti sullo speciale farmaco somministrato nella gomma. Le due molecole sono CTB (Cholera nontoxin B) e ACE2”.

“ACE2 è un noto recettore per SARS-CoV-2, mentre è noto che il CTB si lega al GM1, un glicolipide cellulare [a lipid that maintains the stability of cell membranes and facilitates intercellular interactions] che alcuni studi hanno dimostrato di essere un co-recettore per SARS-CoV-2. Il concetto di utilizzare “trappole” molecolari come questa per SARS-CoV-2 ha fatto notizia in precedenza con proposte spray nasali.”

Gli autori concludono che la gomma da masticare infusa con ACE2 potrebbe aiutare a proteggere le persone con un’infezione da SARS-CoV-2 e anche a ridurre il rischio di trasmissione ad altri.

Limitazioni

Alla domanda sui limiti della ricerca, il dott. Tareen ha osservato che lo studio includeva solo tre campioni di pazienti.

Ha aggiunto: “È [also] non mi è chiaro perché i tamponi nasofaringei siano stati utilizzati per un modello basato sulla saliva e come una gomma da masticare in bocca avrebbe influenzato la carica virale in un sito vicino ma ancora diverso. La ddPCR [Droplet Digital polymerase chain reaction] il test ha utilizzato 15 campioni di saliva di pazienti che sono stati mescolati con gomma, ma in realtà non ha testato la masticazione della gomma nelle persone con COVID-19.

Ha inoltre osservato che i risultati basati su virus modificati per assomigliare a SARS-CoV-2 potrebbero non tradursi nel virus.

Il Dr. Daniell e il suo team stanno spingendo affinché la gomma entri in studi clinici per valutarne la sicurezza e l’efficacia nelle persone con SARS-CoV-2 per affrontare questi problemi.

“Abbiamo completato ulteriori studi tossicologici richiesti da [the Food and Drug Administration (FDA)], e una rivista Investigational New Drug Application (IND) è [preparing to request] autorizzazione all’uso di emergenza”, ha affermato il dott. Daniell, “A causa degli studi tossicologici di successo e questa è la somministrazione topica e non un farmaco interno, è prevista una rapida approvazione”.

“Questo intelligente studio di laboratorio sfrutta il modo in cui [SARS-CoV-2] si attacca alle cellule umane, avviando l’infezione “, ha detto il dott. William Schaffner, professore di medicina preventiva presso il Dipartimento di politica sanitaria presso il Vanderbilt University Medical Center di Nashville, TN. MNT.

“Questi studi ora devono essere provati nelle persone per determinare se la gomma ACE2 sarà accettata”.

“Ad esempio, che sapore ha e l’aggiunta di ACE2 compromette la ‘masticabilità’ della gomma”? Quanto durerà la protezione contro le infezioni? Le persone che desiderano essere protette dovranno masticare attivamente gomme per lunghi periodi di tempo?” Ha aggiunto.

“Naturalmente, la domanda fondamentale è se la gomma ACE2 può effettivamente prevenire l’infezione. Ciò richiede test nelle persone perché respirano attraverso il naso e resta da vedere se una protezione si estende oltre la cavità orale nella parte superiore della gola, il rinofaringe”, ha concluso.

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