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Las vacunas contra el COVID-19 han ayudado a cambiar el curso de la pandemia, pero aún no logran detener la transmisión. Incluso las personas totalmente vacunadas pueden infectarse con el SARS-CoV-2 y, según investigaciones recientes, pueden llevar una carga viral similar a la de quienes no están vacunados.
Un nuevo estudio sugiere que un chicle con una proteína cultivada en una planta podría servir de "trampa" para el virus del SRAS-CoV-2. Podría reducir la carga viral en la saliva y potencialmente reducir la transmisión.
El trabajo, dirigido por Henry Daniell, de la Facultad de Medicina Dental de la Universidad de Pensilvania, y realizado en colaboración con científicos de la Facultad de Medicina Perelman y de la Facultad de Veterinaria, así como del Instituto Wistar y de Fraunhofer USA, podría dar lugar a una herramienta de bajo coste en el arsenal contra la pandemia de COVID-19. Su estudio se ha publicado en la revista Molecular Therapy.
"El SARS-CoV-2 se replica en las glándulas salivales, y sabemos que cuando alguien infectado estornuda, tose o habla parte de ese virus puede ser expulsado y llegar a otros", dice Daniell. "Esta goma de mascar ofrece la oportunidad de neutralizar el virus en la saliva, lo que nos da una forma sencilla de posiblemente reducir una fuente de transmisión de la enfermedad".
Antes de la pandemia, Daniell estudió la proteína de la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2) en el contexto del tratamiento de la hipertensión. Utilizando un sistema patentado de producción a base de plantas, su laboratorio había cultivado esta proteína y muchas otras que podrían tener potencial terapéutico.
El trabajo anterior de Daniell sobre la ACE2 resultó ventajoso en el contexto de la pandemia de COVID-19.
El receptor de la ACE2 en las células humanas también se une a la proteína de la espiga del SARS-CoV-2. Otros grupos de investigación han demostrado que las inyecciones de ACE2 pueden reducir la carga viral en personas con infecciones graves.
Mientras tanto, otra línea de trabajo de Daniell y de su colega de Penn Dental Medicine, Hyun (Michel) Koo, ha consistido en investigar el desarrollo de un chicle infundido con proteínas de origen vegetal para alterar la placa dental. Combinando sus conocimientos sobre la ACE2 con esta tecnología, Daniell se preguntó si un chicle de este tipo, infundido con proteínas ACE2 cultivadas en plantas, podría neutralizar el SARS-CoV-2 en la cavidad oral.
Para averiguarlo, se puso en contacto con Ronald Collman en Penn Medicine. Es virólogo y médico de cuidados pulmonares y críticos. Su equipo había estado recogiendo sangre, hisopos nasales, saliva y otras bioespecies de pacientes con COVID desde las primeras fases de la pandemia para la investigación científica.
"Henry se puso en contacto conmigo y me preguntó si teníamos muestras para probar su enfoque, qué tipo de muestras serían apropiadas para analizar y si podíamos validar internamente el nivel de virus del SARS-CoV-2 en las muestras de saliva", dice Collman. "Eso llevó a una colaboración entre escuelas basada en nuestros estudios sobre el microbioma".
El equipo cultivó ACE2 en plantas para probar la goma de mascar, emparejada con otro compuesto que permite a la proteína atravesar las barreras de la mucosa y facilita la unión. Incorporó el material vegetal resultante en pastillas de chicle con sabor a canela. Al incubar con el chicle muestras obtenidas de hisopos nasofaríngeos de pacientes positivos al COVID se comprobó que la ACE2 presente podía neutralizar los virus del SARS-CoV-2.
Otras investigaciones siguieron a las realizadas inicialmente en el Instituto Wistar y Penn Vet, en las que se modificaron los virus, menos patógenos que el SARS-CoV-2, para que expresaran la proteína de espiga del SARS-CoV-2. Los científicos observaron que la goma de mascar impidió en gran medida que los virus o las partículas virales entraran en las células, ya sea bloqueando el receptor ACE2 o uniéndose directamente a la proteína de espiga.
Por último, el equipo expuso muestras de saliva de pacientes de COVID-19 al chicle ACE2 y comprobó que los niveles de ARN viral descendían de forma tan drástica que eran casi indetectables.
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| En una medición de la carga viral mediante microburbujas, el chicle infundido con la proteína ACE2 provocó una reducción de la cantidad de virus en las muestras tomadas de los pacientes de COVID-19. Crédito: Cortesía de los investigadores |
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| Henry Daniell, de Penn Dental Medicine, y sus colegas utilizaron una plataforma de producción de fármacos proteicos de origen vegetal para cultivar la proteína ACE2, que luego se infundió en el chicle. Al bloquear el receptor de la ACE2 o unirse a la proteína de la espiga del SARS-CoV-2, la ACE2 del chicle parece ser capaz de reducir la entrada del virus en las células. Crédito: Cortesía de los investigadores |
El equipo de investigación está obteniendo permiso para realizar un ensayo clínico que evalúe si el enfoque es seguro y eficaz cuando se pruebe en personas infectadas por el SARS-CoV-2.
"El enfoque de Henry de fabricar las proteínas en las plantas y utilizarlas por vía oral es barato, esperemos que sea escalable; es realmente inteligente", dice Collman.
La investigación está aún en las primeras fases de desarrollo. Pero supongamos que los ensayos clínicos demuestran que el chicle es seguro y eficaz. En ese caso, podría administrarse a pacientes cuyo estado de infección se desconoce o incluso para una revisión dental cuando haya que quitarse las mascarillas para reducir la probabilidad de transmitir el virus a los cuidadores.
"Ya utilizamos mascarillas y otras barreras físicas para reducir la posibilidad de transmisión", dice Daniell. "Este chicle podría utilizarse como una herramienta adicional en esa lucha".
Fuentes, créditos y referencias:
“Debulking SARS-CoV-2 in saliva using angiotensin converting enzyme 2 in
chewing gum to decrease oral virus transmission and infection” by Henry
Daniell, Smruti K. Nair, Nardana Esmaeili, Geetanjali Wakade, Naila
Shahid, Prem Kumar Ganesan, Md Reyazul Islam, Ariel Shepley-McTaggart,
Sheng Feng, Ebony N. Gary, Ali R. Ali, Manunya Nuth, Selene Nunez Cruz,
Jevon Graham-Wooten, Stephen J. Streatfield, Ruben Montoya-Lopez, Paul
Kaznica, Margaret Mawson, Brian J. Green, Robert Ricciardi, Michael
Milone, Ronald N. Harty, Ping Wang, David B. Weiner, Kenneth B.
Margulies and Ronald G. Collman, 10 November 2021, Molecular Therapy.
DOI: 10.1016/j.ymthe.2021.11.008