Los "bastones de caramelo" artificiales bloquean los virus
Los glicomiméticos sintéticos se adhieren a los sitios de unión de los virus, que los virus normalmente utilizan para adherirse a los azúcares de la superficie celular
Las cadenas sintéticas de moléculas que contienen diferentes azúcares pueden inhibir eficazmente los virus. La medida en que esas moléculas podrían utilizarse como medicamentos antivirales queda ilustrada por un equipo de investigadores de la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf (HHU) y la Universidad de Münster (WWU) en la edición de febrero del Journal of the American Chemical Society.
Los glicomiméticos fabricados artificialmente (verde) se adhieren a los sitios de unión de los virus, que los virus normalmente utilizan para adherirse a los azúcares (azul) de la superficie de la célula.
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
Los virus son parte de la experiencia humana a lo largo de nuestras vidas. Causan muchas enfermedades diferentes, con la actual pandemia de coronavirus como un ejemplo. Mientras que una vacuna proporciona una protección eficaz contra las infecciones virales, las vacunas sólo están disponibles para un número selecto de virus. Por eso es necesario encontrar medicamentos antivirales que puedan prevenir o tratar una infección viral.
Una estrategia exitosa involucra moléculas especiales para bloquear las proteínas virales que de otra manera ayudarían al virus a adherirse a la célula anfitriona. Una vez que el virus se ha unido a la superficie de la célula, puede infectar la célula con su genoma y reprogramar la célula para sus propios usos. Sin embargo, muchos medicamentos antivirales pierden su efecto con el tiempo, ya que los virus mutan muy rápidamente y, por lo tanto, a menudo se adaptan al medicamento/antiviral utilizado.
El equipo de investigación dirigido por la HHU Prof. Dra. Laura Hartmann del Instituto de Química Macromolecular y el Prof. Dr. Mario Schelhaas del Instituto de Virología Celular, con sede en Münster, que trabaja junto con la Prof. Dra. Nicole Snyder del Davidson College en Carolina del Norte, EE.UU., ha utilizado el enfoque de suprimir el contacto inicial entre el virus y la célula con el fin de detener la infección en su inicio.
Los virus utilizan frecuentemente proteínas especiales para unirse a las moléculas de azúcar en la superficie de la célula. Entre otros, estos azúcares incluyen los glicosaminoglicanos de cadena larga (GAG), que tienen una fuerte carga negativa. Uno de estos GAG es el sulfato de heparán. Los investigadores ya sabían que los GAG pueden reducir las infecciones de virus si se añaden externamente. Sin embargo, los polisacáridos naturales pueden tener efectos secundarios que se atribuyen a su propia función biológica en el organismo o a las impurezas.
El equipo de investigación está usando los beneficios de los GAG pero desactivando sus desventajas. La idea es utilizar moléculas producidas artificialmente y de forma controlada, las llamadas "glicomiméticas", que se desarrollan en el HHU. Comprenden un largo andamio sintético con cadenas laterales con pequeñas moléculas de azúcar adheridas. En Düsseldorf, se han creado tanto cadenas más cortas con hasta diez azúcares laterales (conocidas como 'oligómeros') como cadenas largas con hasta 80 azúcares (llamadas 'glicopolímeros'). Para simular el estado altamente cargado de los GAG naturales, los químicos acoplaron grupos de sulfato a los azúcares.
El Prof. Schelhaas utilizó cultivos celulares para probar las propiedades antivirales de estos "bastones de caramelo" de longitud variable en el Hospital Universitario de Münster. Inicialmente, su equipo los usó contra el virus del papiloma humano, que puede desencadenar enfermedades como el cáncer de cuello uterino. Descubrieron que ambas, las moléculas sintéticas de cadena corta y larga, tienen un efecto antiviral, pero su modo de acción es diferente. Como era de esperar, las moléculas de cadena larga, más eficaces, evitaban que el virus se adhiriera a las células. Por el contrario, las moléculas de cadena corta mostraron actividad antiviral después de adherirse a la célula, dando lugar a la suposición de que estas moléculas están activas en el organismo durante más tiempo.
Esto es lo que el Prof. Schelhaas tiene que decir: "Es muy probable que las moléculas de cadena larga ocupen los sitios de unión del virus a la célula y por lo tanto bloqueen esos sitios. Las moléculas de cadena corta aparentemente no bloquean estos sitios. El siguiente paso es probar nuestra hipótesis de que estas moléculas impiden la redistribución de las proteínas en la partícula del virus, de modo que los virus no pueden infectar la célula".
También se confirmó la eficacia de los virus del papiloma en un modelo animal. Los compuestos también fueron activos contra otros cuatro virus, incluidos los virus del herpes, que pueden causar herpes labial y encefalitis, y los virus de la gripe, que causan la gripe. El Prof. Hartmann explica: "La glicomimética es, por lo tanto, una molécula compuesta prometedora que podría utilizarse potencialmente en la lucha contra un gran número de virus diferentes. Lo siguiente que hay que hacer es examinar la forma precisa en que funciona la glicomimética y cómo se puede optimizar aún más".
El profesor Schelhaas añade: "Las investigaciones ulteriores se centrarán en la rapidez con que los virus pueden adaptarse a esta nueva clase de compuestos. Con las moléculas de cadena corta en particular, esperamos que los virus encuentren más difícil lanzar un contraataque".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Laura Soria-Martinez, Sebastian Bauer, Markus Giesler, Sonja Schelhaas, Jennifer Materlik, Kevin Janus, Patrick Pierzyna, Miriam Becker, Nicole L. Snyder, Laura Hartmann and Mario Schelhaas; "Prophylactic Antiviral Activity of Sulfated Glycomimetic Oligomers and Polymers"; J. Am. Chem. Soc.; 2020, 142, 11, 5252-5265
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