Además de los anticuerpos y los glóbulos blancos, el sistema inmunitario despliega péptidos para combatir los virus y otros patógenos. Los péptidos sintéticos podrían reforzar esta defensa, pero no duran mucho en el organismo, por lo que los investigadores están desarrollando imitaciones de péptidos estables.
Ahora los científicos informan del éxito en el uso de los imitadores conocidos como peptoides para tratar animales con infecciones por el virus del herpes. Estas pequeñas moléculas sintéticas podrían algún día curar o prevenir muchos tipos de infecciones, incluida la COVID-19. Los investigadores han presentado sus resultados en la reunión de otoño de la American Chemical Society (ACS).
"En el cuerpo, los péptidos antimicrobianos como el LL-37 ayudan a mantener bajo control los virus, las bacterias, los hongos, las células cancerosas e incluso los parásitos", explica la doctora Annelise Barron, una de las investigadoras principales del proyecto. Pero los péptidos son eliminados rápidamente por las enzimas, por lo que no son candidatos ideales a fármacos.
En su lugar, ella y sus colegas emularon los atributos biofísicos clave del LL-37 en moléculas más pequeñas y estables llamadas peptoides. "Los peptoides son fáciles de fabricar --afirma Barron, que trabaja en la Universidad de Stanford--. Y, a diferencia de los péptidos, no son degradados rápidamente por las enzimas, por lo que podrían utilizarse a una dosis mucho menor".
Los péptidos están formados por secuencias cortas de aminoácidos, con cadenas laterales unidas a átomos de carbono en la columna vertebral de las moléculas. Esta estructura es fácilmente descompuesta por las enzimas. En los peptoides, las cadenas laterales están unidas a los nitrógenos de la columna vertebral de la molécula, formando una estructura que resiste a las enzimas.
Fueron creados por primera vez en 1992 por el doctor Ronald Zuckermann, de Chiron Corp., que posteriormente fue asesor postdoctoral de Barron. A diferencia de otros tipos de péptidos que requieren una laboriosa química orgánica de varios pasos para su producción, los peptoides son sencillos y baratos de fabricar con un sintetizador automatizado y productos químicos fácilmente disponibles, afirma. "Se pueden fabricar casi con la misma facilidad con la que se hace pan en una máquina de pan", asegura.
Barron, Zuckermann, el doctor Gill Diamond, de la Universidad de Louisville, y otros fundaron Maxwell Biosciences para desarrollar peptoides como candidatos clínicos para prevenir o tratar infecciones víricas. Recientemente han comunicado los resultados de sus nuevas secuencias de peptoides, diseñadas para ser menos tóxicas para las personas que las versiones anteriores.
En platos de laboratorio, los compuestos inactivaron el SARS-CoV-2, causante del COVID-19, y el virus del herpes simple-1 (HSV-1), causante del herpes labial, haciendo que los virus fueran incapaces de infectar células humanas cultivadas.
Ahora, los investigadores informan de los resultados in vivo, que demuestran que los peptoides previenen de forma segura las infecciones por herpes en ratones cuando se les aplican en los labios. El equipo de Diamond está realizando más experimentos para confirmar los resultados obtenidos en ratones. Además, investigarán la eficacia de los peptoides contra las cepas de VHS-1 resistentes al aciclovir, el mejor tratamiento antivírico actual aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA) para esta enfermedad, dice Barron.
Los investigadores también se están preparando para probar la actividad de los peptoides contra el SARS-CoV-2 en ratones. "La infección por COVID-19 afecta a todo el cuerpo, una vez que alguien enferma de verdad, así que haremos esta prueba por vía intravenosa, además de estudiar la administración en los pulmones", dice Barron.
Pero estas moléculas antimicrobianas podrían tener muchas más aplicaciones. En Stanford se está trabajando para explorar su impacto en las infecciones de oído y pulmón. Y Barron ha enviado muestras de peptoides a expertos de otros laboratorios para que las prueben contra una serie de virus, con resultados prometedores en estudios en placas de laboratorio contra la gripe, el virus del resfriado y la hepatitis B y C.
"En sus estudios in vitro, un equipo descubrió que dos de los peptoides eran los antivirales más potentes jamás identificados contra el MERS y los antiguos coronavirus del SARS", afirma Barron. Otros laboratorios están probando los peptoides como antifúngicos para las vías respiratorias y el intestino y como recubrimientos antiinfecciosos para lentes de contacto, catéteres y articulaciones de cadera y rodilla implantadas.
Diamond y Barron están estudiando cómo funcionan estos compuestos de amplio espectro. Parece que perforan y rompen la envoltura viral y también se unen al ARN o al ADN del virus. Este mecanismo múltiple tiene la ventaja de inactivar el virus, a diferencia de los antivirales estándar, que ralentizan la replicación viral pero siguen permitiendo que los virus infecten las células, afirma Barron. También hace menos probable que los patógenos puedan desarrollar resistencia.
Barron espera que los ensayos clínicos comiencen este año. Si tienen éxito, dice, los peptoides podrían administrarse como medida preventiva -por ejemplo, antes de un viaje en avión para proteger a un pasajero del COVID-19- o después de que se produzca una infección, como cuando una persona siente el cosquilleo revelador de un herpes labial inminente.
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