Le manque de traitements antiviraux pour les infections respiratoires est devenu évident avec l’émergence et la propagation mondiale du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2).
Étude: Les nanoligomères ciblant le miARN humain pour le traitement du COVID-19 sévère sont sûrs et non toxiques chez la souris. Crédit d’image : cherezoff/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière plan
Le SRAS-CoV-2 est un virus à acide ribonucléique (ARN) enveloppé à brin positif qui se lie au récepteur humain de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) et au récepteur de la protéase transmembranaire sérine 2 (TMPRSS2), qui sont tous deux principalement situés dans le voies respiratoires et poumons. L’infection par le SRAS-CoV-2 conduit ensuite à la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19).
Les cas graves de COVID-19 peuvent entraîner un syndrome de détresse respiratoire aiguë, un syndrome de tempête de cytokines et une insuffisance respiratoire. Le COVID-19 peut également endommager le foie, le système cardiovasculaire, les reins, le tractus gastro-intestinal et le système nerveux.
Bien que plusieurs vaccins aient été développés contre le SRAS-CoV-2, l’émergence continue de nouvelles variantes, le manque de disponibilité des vaccins et/ou les faibles taux de vaccination continuent de menacer la sécurité de la population mondiale contre le COVID-19. Outre les taux de mortalité élevés du COVID-19, les effets potentiels à long terme qui ont été signalés chez les personnes qui se sont remises de la maladie constituent également un problème de santé publique considérable.
Les oligonucléotides antisens (ASO) sont des nucléotides synthétiques simple brin qui peuvent se lier à des acides nucléiques organiques et à des molécules telles que des petits ARN synthétiques interférents (siARN), des acides nucléiques peptidiques (PNA) et des morpholinos.
Les PNA sont constitués de nucléobases sur un squelette pseudo-peptidique et ont une longue in vivo demi vie. De plus, les PNA peuvent se lier fortement à la fois à l’ARN et à l’ADN en raison d’un squelette non chargé et peuvent donc être utilisés comme thérapeutiques inhibitrices qui se lient beaucoup plus étroitement à leur cible par rapport aux technologies basées sur l’ADN.
Les micro-ARN (miARN) sont de petits ARN non codants qui remplissent de nombreuses fonctions, notamment la régulation post-transcriptionnelle des gènes associés aux infections. Des niveaux élevés de miARN 2392 (miR-2392) ont été observés chez l’homme à la suite d’une infection grave par le SRAS-CoV-2.
De plus, il a également été rapporté que miR-2392 aide à la réplication virale et limite la réponse immunitaire de l’hôte au SRAS-Cov-2. L’hypoxie, la régulation positive de l’inflammation, la glycolyse et la suppression mitochondriale ont également été observées avec des niveaux élevés de miR-2392.
Des études antérieures ont rapporté que les PNA peuvent se lier aux miARN et moduler les réponses immunitaires, détecter les biomarqueurs, combattre les tumeurs ou servir d’étiquettes bio-supramoléculaires. Cependant, l’utilisation de technologies antisens présente plusieurs défis, car les acides nucléiques nécessitent un véhicule de livraison pour pouvoir passer dans les cellules.
Une approche pour surmonter ce défi peut être l’utilisation de nanoligomères. Les nanoligomères contiennent des nanoparticules d’or qui améliorent leur transport et leur distribution dans tout le corps.
Des études antérieures avec des nanoligomères ont indiqué des niveaux inférieurs de SARS-CoV-2, ainsi qu’aucune toxicité, ce qui en fait une option de traitement appropriée. Cependant, des connaissances supplémentaires sont nécessaires sur leur in vivo biodistribution, sécurité et pharmacocinétique (PK).
Un nouveau ACS Sciences et ingénierie des biomatériaux L’étude traite de la biodistribution et de la sécurité d’un nouveau nanoligomère appelé SBCoV207, qui a été utilisé pour cibler miR-2392 dans un modèle murin.
À propos de l’étude
L’étude actuelle impliquait la conception et la synthèse de nanoligomères suivies de mesures de résonance plasmonique de surface (SPR). Le SRAS-CoV-2 a été propagé et les titres viraux ont été déterminés par dosage sur plaque dans des cellules Vero E6. Cela a été suivi d’un test quantitatif de réaction en chaîne par polymérase à transcription inverse (PCR) pour la mesure des niveaux d’ARN du SRAS-CoV-2, ainsi que de l’immunofluorescence de la protéine virale de la nucléocapside (N).
Une étude de sécurité intranasale de cinq jours a été réalisée sur des souris BALB/c femelles âgées de huit à 12 semaines. Des doses de SBCoV207 de 1, 2, 5 ou 10 mg/kg ont été administrées à chaque groupe par voie intranasale et surveillées pendant cinq jours avant d’être euthanasiées.
Des échantillons de sang et d’urine ont été prélevés avant l’euthanasie, tandis que des échantillons de tissus ont été prélevés par la suite. Un dosage immuno-enzymatique (ELISA) a été utilisé pour déterminer les taux sériques de facteur de nécrose tumorale α (TNF-α), d’albumine et d’interleukine 6 (IL-6). L’analyse histologique de la rate, des poumons, des reins et du foie a été réalisée sur des souris ayant reçu soit 10 mg/kg de SBCoV207, soit le traitement témoin.
Une étude de biodistribution intranasale de 24 heures a été réalisée à l’aide d’échantillons de sang et d’urine prélevés avant l’euthanasie à une, trois, six ou 24 heures après l’administration de SBCoV207. Par la suite, des études d’innocuité et de biodistribution intrapéritonéales et intraveineuses ont été menées. Enfin, les concentrations de SBCoV207 dans différents tissus organiques ont été calculées.
Résultats de l’étude
SBCoV207 s’est avéré inhiber l’infection virale, ainsi que conduire à une réduction de dix fois des niveaux d’ARN messager viral (ARNm) par rapport aux nanoligomères faux-sens. Les mesures SPR ont indiqué une forte liaison de SBCoV207 à la séquence de liaison miR2392 par rapport aux nanoligomères faux-sens. Cependant, aucune des souris n’a présenté de changement de poids et a continué à boire et à manger normalement après l’administration de SBCoV207.
Des études histologiques ont indiqué une hémorragie alvéolaire dans les poumons, ainsi qu’une inflammation subaiguë dans le foie des souris traitées au SBCoV207 et des souris témoins. Les taux d’albumine, de TNF-α et d’IL-6 étaient normaux chez les souris traitées et les souris témoins. De plus, la plupart des niveaux de chimiokines et de cytokines étaient inférieurs à la limite de détection (LOD), même 24 heures après l’administration de SBCoV207.
Les niveaux les plus élevés de nanoligomères ont été trouvés dans les reins, l’urine, les poumons et le sang total. Le SBCoV207 a été éliminé par excrétion urinaire quelques heures après l’administration et a présenté une faible accumulation dans les organes au bout de cinq jours, quelle que soit la voie d’administration. Notamment, aucune toxicité n’a été observée à aucun moment entre une heure et cinq jours après l’administration.
La concentration à l’état d’équilibre de SBCoV207 a été atteinte dans la rate et le foie par les voies intrapéritonéale et intraveineuse. Entre 500 et 700 ng/g de tissu de SBCoV207 ont été observés après cinq jours dans le foie, l’urine et la rate, tandis que des concentrations encore plus faibles ont été signalées dans d’autres tissus organiques. De plus, deux souris ont montré des niveaux élevés de SBCoV207 dans les poumons et une dans les reins cinq jours après l’administration.
conclusion
La présente étude a déterminé que le traitement au nanoligomère SBCoV207 n’a montré aucune toxicité chez les souris, quelles que soient leurs voies d’administration. SBCoV207 présentait une biodistribution élevée dans les poumons et le site d’infection ; cependant, on a observé que son accumulation dans les organes était faible.
Pris ensemble, le traitement par nanoligomère a le potentiel d’être efficace et sûr pour traiter le COVID-19 sévère, en particulier dans les zones à faible taux de vaccination ou où de nouvelles variantes ont été détectées. Cette approche peut également aider à fournir une stratégie pour atténuer les futures pandémies.[if–>