COVID-19: una macromolecola per "chiudere" la porta al virus

Impedire l’ingresso del virus nella cellula bersaglio nel polmone attraverso un aptamero, una macromolecola in grado in sostanza di bloccare l’interazione tra il virus di COVID-19 e la cellula. Questo l’obiettivo del progetto di ricerca “Sviluppo di un aptamero bloccante l'interazione SPIKE-ACE2, la porta d’ingresso di COVID 19 negli pneumociti (APTAVID)” a cui sta lavorando un’equipe di tre ricercatrici e due ricercatori del dipartimento di Scienze della Salute dell’Università Statale Milano, guidata da Paolo Ciana, docente di Farmacologia. Il progetto, che ha una durata di sei mesi, è  uno dei sette studi finanziati dall’Università Statale all’indomani dello scoppio dell’emergenza Coronavirus.

"Se l’aptamero si dimostrasse efficace, come agente che impedisce l’entrata del virus nella cellula bersaglio, e sicuro – spiega Paolo Ciana -, pensiamo possa essere somministrato facilmente attraverso inalazione con finalità sia profilattiche in soggetti a rischio, sia curative nei soggetti che manifestano una sintomatologia iniziale per evitare il peggioramento del quadro infettivo".

A partire dall’ipotesi che sia possibile disegnare una molecola “ingombrante” che impedisca l’interazione tra il virus e la cellula bersaglio nel polmone, i ricercatori hanno supposto che una macromolecola come un acido nucleico possa avere questa azione ed impedire al virus di infettare la cellula. La scelta dell’acido nucleico come macromolecola terapeutica ha anche il vantaggio di svolgere la sua funzione senza stimolare il sistema immunitario o avere effetti collaterali importanti correlati ai più famosi farmaci costituiti da anticorpi monoclonali o altre proteine terapeutiche. In questo senso, infatti, le potenziali tossicità degli acidi nucleici come farmaci sono di gran lunga inferiori rispetto ad altri farmaci innovativi come gli anticorpi monoclonali o altre proteine terapeutiche.

Nello specifico, quindi l’obiettivo dello studio è sviluppare un acido nucleico a singola elica (chiamato aptamero) da nebulizzare nelle vie aeree in grado di legarsi al recettore del virus, la proteina ACE2 presente sugli alveoli e sui bronchi, impedendo alla proteina SPIKE di COVID-19 di poter utilizzare questo recettore per entrare nelle cellule.

Il lavoro prevede, in particolare, una procedura di selezione (SELEX) che consenta di identificare la molecola giusta all’interno di una miscela costituita da circa 1024 molecole diverse. Una impresa che è resa possibile dall’abbinamento di diverse tecnologie incluse la ricostruzione bioinformatica in 3D delle strutture di interazione, l’amplificazione dei candidati aptameri diretta da linker e da procedure di Next Generation Sequencing per l’analisi dei risultati.

“Una volta identificato il candidato verrà testato in sistemi cellulari, con la collaborazione dei laboratori dell’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova e della Scuola Superiore S. Anna di Pisa, per valutare l’efficacia di blocco dell’infezione e poi in test preclinici per valutare potenziali tossicità”, conclude Paolo Ciana.