Nuevas moléculas similares a péptidos podrían tratar el herpes, el COVID-19 y el resfriado común



Entre los poderosos bioquímicos del sistema inmunológico humano, los péptidos son uno de los mejores.

Se encuentran más comúnmente en los lugares donde a los microbios les encanta echar raíces (membranas mucosas de los ojos, la boca, la nariz y los pulmones) y se sabe que matan todo tipo de pequeños invasores, como virus, bacterias y hongos.

Dado su poder, uno podría pensar que los péptidos representarían tratamientos farmacológicos prometedores, quizás incluso una cura, para muchas enfermedades infecciosas. Pero, por desgracia, son fundamentalmente defectuosos: son vulnerables a una gran cantidad de enzimas cuyo trabajo es descomponerlas rápidamente de una manera que les roba sus propiedades terapéuticas.

Debido a su vulnerabilidad a la degradación enzimática, los péptidos no son fármacos ideales. Son costosos de producir y, sin embargo, deben administrarse en grandes dosis porque se desintegran muy rápidamente “.

Annelise Barron, profesora asociada de bioingeniería, Escuela de Ingeniería de Stanford

Pero, como Barron describe en la revista Productos farmacéuticos, ella y un equipo de colaboradores han creado moléculas similares a péptidos, a las que ella llama “peptoides”, que podrían eludir las deficiencias de los péptidos y convertir estas nuevas moléculas en la base de una categoría emergente de medicamentos antivirales que podrían tratar todo, desde el herpes y COVID-19 al resfriado común. Aunque Barron advierte que quedan años de desarrollo y pruebas antes de que estos medicamentos basados ​​en peptoides lleguen al mercado, los resultados hasta la fecha son extremadamente alentadores.

Una mejor columna vertebral

Los peptoides pertenecen a una clase de bioquímicos conocidos como “biomiméticos”: moléculas que imitan el comportamiento de las moléculas biológicas, pero con ciertas ventajas clave.

Sus contrapartes del mundo real, los péptidos, están compuestos por una serie de aminoácidos bioactivos, conocidos como cadenas laterales, unidos en una secuencia específica a un andamio de cadena larga, conocido como la columna vertebral del péptido. El resultado es un poco como una pulsera de dijes biomolecular. Desafortunadamente, los enlaces que mantienen en su lugar los encantamientos más importantes se disuelven con demasiada facilidad en el cuerpo por las enzimas conocidas como proteasas, que digieren las proteínas. Cuando los péptidos se disuelven, sus poderes se desvanecen.

Los peptoides, sin embargo, están diseñados para durar. Su fuerza deriva de su estructura, que es similar a la de los péptidos, pero fundamentalmente diferente. Al alterar la columna vertebral subyacente y fortalecer los vínculos que mantienen los hechizos en su lugar, el equipo de Barron ha creado una forma para que estos agentes antivirales retengan los poderes que los péptidos pierden cuando son degradados por las proteasas.

“Estamos entusiasmados de que nuestros peptoides muestren un gran potencial como nuevos antivirales”, dijo Barron.

Potencial de mejora

En su estudio, Barron y su equipo optaron por centrarse en el virus del herpes, que es más notable por causar herpes labial alrededor de la boca, infecciones de transmisión sexual e incluso ciertas formas de ceguera. Si se contrae más tarde en la vida, el herpes puede ser particularmente devastador para su anfitrión. Las infecciones cerebrales por virus del herpes también están asociadas con la enfermedad de Alzheimer, un área activa de investigación.

El equipo revisó una serie de posibles peptoides, comenzando con una biblioteca de 120 estructuras moleculares, que en ese momento eran solo símbolos químicos en una página. Basándose en experimentos preliminares, los redujeron a 10 candidatos prometedores, que su equipo sintetizó. Barron luego trabajó con la profesora Gill Diamond (Universidad de Louisville) para probar sus moléculas recién acuñadas no solo por su efectividad contra el virus del herpes, sino también por su efecto en las células humanas sanas de la superficie exterior de la boca, conocida como epitelio oral. .

Como era de esperar, algunos de los peptoides no mostraron ningún efecto contra el virus. Otros eran activos, pero dañinos para las células huésped sanas. Pero un puñado precioso de cinco peptoides resultó digno de un estudio adicional. Al final, dos dieron en el blanco: eliminar los colmillos del virus del herpes sin dañar las células epiteliales. Uno de los candidatos, de hecho, mostró una efectividad “completa” contra el virus, y eso tiene a Barron entusiasmado con las posibilidades de tratar el herpes y, quizás, más allá.

Estallando la burbuja

Los peptoides funcionan interrumpiendo la membrana externa encapsulante del virus. Esta burbuja protectora es clave para la capacidad de cualquier virus de introducirse en los tejidos sanos y distribuir su ADN dañino en las células humanas, provocando una infección.

“Los peptoides destruyen las membranas, no sólo del herpes, sino también de otros virus. Esto debería darles una amplia aplicabilidad, tal vez incluso contra ciertas infecciones virales mortales que actualmente no tienen cura”, dijo Barron.

Desde entonces, Barron ha enviado muestras de peptoides a laboratorios de enfermedades infecciosas de todo el mundo pidiéndoles que prueben estas nuevas estructuras contra una gran cantidad de cepas virulentas, sobre todo el virus SARS-CoV-2 que causa COVID-19, pero también virus más familiares como la influenza. y rinovirus, el culpable del resfriado común.

“Los primeros informes de mis colaboradores son muy alentadores”, dijo Barron. “Debido a que nuestros peptoides imitan un péptido antiviral de amplio espectro humano muy específico, la catelicidina LL-37, no nos sorprendió que funcionen, pero aún así nos alegramos de ver estos resultados provenientes de todo el mundo”.

Fuente:

Referencia de la revista:

Diamante, G., et al. (2021) Potente actividad antiviral contra HSV-1 y SARS-CoV-2 por peptoides antimicrobianos. Productos farmacéuticos. doi.org /10.3390 /ph14040304.

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