Aplicaciones de las nanopartículas en la lucha contra el COVID-19


Los investigadores revisan las diversas propiedades y el uso de nanopartículas para atacar el SARS-CoV-2 y cómo podrían usarse para desarrollar nuevas terapias y diagnósticos para el SARS-CoV-2.

Las nanopartículas, materiales con un tamaño inferior a 100 nm, se han utilizado ampliamente en muchas aplicaciones. Su pequeño tamaño hace que su relación superficie / volumen sea grande, lo que se ha utilizado ventajosamente. Las nanopartículas se han fabricado a partir de una amplia variedad de materiales, incluidos materiales inorgánicos, metales y orgánicos.

El uso de nanopartículas en aplicaciones farmacéuticas tiene muchos beneficios. Estos materiales pueden mejorar la solubilidad del fármaco, la liberación controlada del fármaco y el direccionamiento de células específicas. Además, muestran una adsorción eficiente de muchos tipos de biomoléculas y otras sustancias químicas, y pueden usarse tanto para terapia como para diagnóstico. En una revisión publicada recientemente en Opinión actual en ciencia coloide y de interfaz, un equipo de investigadores revisó las tecnologías actuales de nanopartículas y cómo se pueden usar las nanopartículas para combatir el COVID-19.

Estudio: Interacciones biomoleculares con nanopartículas: Aplicaciones de COVID-19.  Haber de imagen: Love Employee / Shutterstock

Interacción con biomoléculas

Las nanopartículas pueden funcionalizarse o incluso hacerse porosas o huecas para que se puedan unir biomoléculas. Se han estudiado varias nanopartículas inorgánicas para la administración de fármacos para infecciones virales.

Las nanopartículas de oro son atractivas en las vacunas, ya que pueden actuar para aumentar la respuesta inmunitaria. Las nanopartículas de plata han mostrado actividad antiviral y, cuando se emplean con broncodilatadores, pueden usarse en el tratamiento de COVID-19. Los puntos cuánticos son otro tipo de nanopartículas que se pueden utilizar para la detección y el diagnóstico debido a sus excelentes propiedades de detección.

Las nanopartículas orgánicas también se pueden utilizar para aplicaciones terapéuticas. Las nanopartículas de ciclodextrina tienen un núcleo exterior hidrófilo y un centro lipófilo. Las nanopartículas lipídicas se utilizan en composiciones farmacéuticas debido a su alta biocompatibilidad y baja toxicidad.

Las nanopartículas pueden estar hechas de un tamaño similar al coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV-2). Pueden interactuar con las proteínas del virus y alterar la replicación del virus.

Terapéutica basada en nanopartículas para COVID-19

El SARS-CoV-2 es un virus de ARN que se transmite principalmente por gotitas en el aire por exhalación respiratoria, tos o estornudos de personas infectadas. La proteína de pico del virus y su dominio de unión al receptor (RBD) se unen a los receptores del huésped como la enzima convertidora de angiotensina 2 humana (ACE2) durante la infección.

La proteína de pico y el RBD son objetivos importantes para la terapéutica. Las pruebas han demostrado que las nanopartículas de óxido de hierro pueden formar un complejo estable con la proteína de pico, por lo que estos materiales que se utilizan hoy en día para tratar la anemia pueden reutilizarse para tratar COVID-19. Los nanotubos de carbono, que tienen buenas propiedades eléctricas y térmicas, se pueden utilizar para desarrollar materiales funcionales que puedan calentarse localmente y prevenir la replicación de virus.

Las vacunas de ARNm utilizan ARNm encapsulado en nanopartículas orgánicas, por lo general, nanopartículas de lípidos y ahora se han aprobado para su uso dos tipos de tales vacunas. Otro tipo de Vacuna de ARN utiliza ARN autoamplificador (ARNa), que produce ARNm en una concentración mucho más alta que el genoma viral, lo que hace que el antígeno mucho más eficaz. Los estudios han encapsulado ARNa en nanopartículas lipídicas y han descubierto que pueden producir altos niveles de anticuerpos neutralizantes en ratones.

Las nanopartículas también se pueden usar para administrar terapias en diferentes formas. Los fármacos pueden encapsularse en liposomas, lo que permite su ingestión. Los liposomas también pueden proteger materiales sensibles como el ARNm. Los sistemas de nanopartículas también pueden diseñarse para ser inhalados, lo que será particularmente útil para tratar COVID-19.

Otras aplicaciones

Los medicamentos utilizados para tratar otras enfermedades también pueden reutilizarse para combatir el COVID-19. Algunos estudios han analizado compuestos naturales que pueden usarse para tratar COVID-19. Las nanopartículas de quitosano, que se han usado antes contra el virus de la hepatitis C, podrían potencialmente usarse para COVID-19. Es probable que estos materiales eviten la entrada de virus al bloquear la carga positiva en la superficie de la célula huésped.

Las tecnologías de nanopartículas también se pueden utilizar para mejorar las pruebas y el diagnóstico de la enfermedad. Un estudio encontró que al integrar métodos de detección en un chip de nano oro, se puede aumentar la sensibilidad y confiabilidad del sensor.

Los lantánidos son otra clase de materiales con propiedades únicas. Las nanopartículas basadas en lantánidos se han investigado como biosensor en inmunoensayos de flujo lateral para detectar anticuerpos IgG en sueros humanos. Esto podría usarse para monitorear la respuesta inmune y la progresión de la enfermedad en los pacientes.

Por lo tanto, existen varias aplicaciones potenciales de las nanopartículas en la lucha contra COVID-19. Existe la necesidad de un esfuerzo de colaboración global para encontrar tratamientos y antivirales. Los estudios experimentales, junto con los estudios computacionales que pueden optimizar las interacciones de las nanopartículas con los medicamentos o el virus, pueden ayudar a desarrollar mejores terapias más rápidamente.

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