Наночастицы серебра, полученные из гриба, могут помочь в профилактике и лечении COVID-19

Наночастицы серебра, произведенные грибом Trichoderma reesei, могут стать важным средством для профилактики и лечения COVID-19. Тесты на хомяках показали, что они не только ингибировали инфекцию, но и снижали вирусную нагрузку в легких, уменьшая воспаление у грызунов.

Исследование открывает путь для разработки назальных спреев и других продуктов для борьбы с несколькими вирусными заболеваниями, такими как ВИЧ/СПИД, опоясывающий лишай и грипп.

Наночастицы серебра представляют интерес для фармацевтической промышленности благодаря их высокому сродству к белкам. В зависимости от их формы и размера, они притягивают и связываются с этими молекулами, ингибируя развитие болезни.

«С помощью компьютерного анализа мы обнаружили, что наночастицы серебра, произведенные в нашей лаборатории, связываются с шиповидным белком (spike protein) — своего рода ключом, который вирус SARS-CoV-2 использует для проникновения в клетки-хозяева и репликации. Таким образом, они ингибируют проникновение вируса в клетку на 50%», — говорит Роберто до Насименто Силва, профессор кафедры биохимии и иммунологии Медицинской школы Рибейран-Прето Университета Сан-Паулу (FMRP-USP) в Бразилии и автор исследования, опубликованного в журнале Current Research in Biotechnology.

Тесты на хомяках показали, что эффект продукта может выходить за рамки профилактики COVID-19. «Самое интересное, что наночастицы не только предотвращали проникновение вируса в клетки, но и были способны улучшить острое воспаление легких — одно из худших осложнений COVID-19, — доказывая, что они являются жизнеспособным средством для лечения болезни», — говорит он.

Исследователи обнаружили, что наночастицы серебра предотвращали активацию инфламмасомы — белкового комплекса в клетках, ответственного за чрезмерный иммунный ответ («цитокиновый шторм») при тяжелой форме COVID-19 — и выработку интерлейкина-1β (IL-1β), белка, участвующего в воспалительной реакции.

«Нам еще необходимо углубить понимание того, какой механизм участвует в ингибировании воспалительного ответа, но учитывая высоковоспалительную природу COVID-19, можно сделать вывод, что наночастицы серебра уменьшают этот процесс клеточного повреждения, который обычно связан с обострением болезни и летальными исходами», — говорит Силва.

Работа была выполнена в сотрудничестве с исследователями из FMRP-USP, Фонда Освальдо Круза (Fiocruz), Федерального университета Алагоаса (UFAL) и Университета Бразилиа (UnB). Группа получила наночастицы серебра из T. reesei, известного своим промышленным применением в конверсии целлюлозы — важного компонента растительной биомассы — в глюкозу.

В лаборатории гриб начинает размножаться в среде с низким содержанием кислорода, производя ряд восстанавливающих ферментов, как биофабрика. Эти молекулы превращают серебро в сферические наночастицы. Важно отметить, что ферменты и белки, присутствующие в культуральной среде T. reesei, действуют как восстанавливающие и стабилизирующие агенты, облегчая образование наночастиц серебра контролируемых размеров и форм.

«Биологическое производство наночастиц серебра — это устойчивое биотехнологическое решение, поскольку оно позволяет избежать использования токсичных химикатов. Эти наночастицы могут быть использованы в составах назальных спреев, дезинфицирующих средствах, антимикробных покрытиях и в медицинских устройствах для предотвращения распространения вируса», — говорит он.

Силва также отмечает, что исследование, проведенное с целью остановить распространение SARS-CoV-2, может послужить основой для лечения других вирусных заболеваний. «Эта стратегия оказалась очень интересной, позволяя создавать продукты для сельского хозяйства, медицины и фармацевтической промышленности.

Изначально моя лаборатория исследовала использование наночастиц серебра для борьбы с клетками опухоли молочной железы. С началом пандемии мы сосредоточили свою работу на борьбе с SARS-CoV-2. Применение широкое, и уже ведутся работы на животных моделях для ВИЧ и вируса герпеса, например», — говорит он.

Хотя серебро дорогое, говорит исследователь, производство наночастиц можно масштабировать для создания недорогих продуктов. Другой важный вопрос — дозировка.

«Серебро токсично. Поэтому мы используем очень низкую дозировку, в десять раз меньше той, что считается токсичной для организма. И через восемь недель организм способен вывести металл. Так что соотношение затрат и пользы того стоит», — говорит он. — «Следующий шаг в этой работе — запатентовать фармацевтическую формулу и начать клинические испытания».