Nano-argilas como Pseudo-anticorpos potenciais para COVID-19

Resumo

Apesar de vários esforços, o desenvolvimento de uma vacina eficaz para COVID-19 pode levar muito mais tempo. A medicina tradicional / natural, já experimentada por humanos, pode ser uma solução anterior. Considerando a experiência da equipe de pesquisa no uso de nano-argilas como material de alta afinidade para metástases de câncer, tratamento de melanoma e regeneração óssea, propomos o uso dessas nano-argilas para a prevenção / tratamento de COVID-19. Devido à alta afinidade, as nano-argilas capturariam os vírus antes que estes se envolvessem com o hACE2 humano. Neste estudo, simulações em nível molecular e modelagem da interação de pico de coronavírus e proteínas hACE2 foram realizadas com e sem nano-argilas. Os resultados mostraram um nível muito alto de afinidade / coesividade entre o pico de SARS-CoV-2 e nano-argilas em comparação com aquele entre o primeiro e o hACE2. Nossa premissa é que essas nano-argilas, por já serem usadas como carreadores de drogas, também poderiam ser injetadas como remédio “só de argila”. Recomendações também foram fornecidas para futuros estudos in vitro e in vivo.

Histórico

O surgimento súbito e a rápida disseminação do novo coronavírus, o SARS-CoV-2, afetou significativamente a saúde e a vida dos seres humanos, além de afetar de forma crítica a economia mundial. O pico S do SARS-CoV-2 se liga com alta afinidade à enzima conversora de angiotensina humana 2 (hACE2) e a usa como um receptor de entrada para invadir as células-alvo (Fig. 1a, b) [1]. A proteína spike da superfície do vírus medeia a entrada do coronavírus nas células hospedeiras. A proteína spike SARS-CoV-2 contém um domínio de ligação ao receptor (RBD) que reconhece explicitamente como seu receptor hACE2 [2, 3]. A superfície de hACE2 contém dois pontos de acesso de ligação a vírus que são críticos para a ligação de SARS-CoV-2 S. Várias mutações naturalmente selecionadas em SARS-CoV-2 RBD circundam esses pontos de acesso e regulam a infecciosidade, patogênese e transmissões entre espécies e humano para humano do SARS-CoV-2 [2, 4, 5].

Esquema do ataque SARS-CoV-2 ao hACE2 humano e a resposta do sistema imunológico subsequente. a , b HACE2 de ligação de RBD sem interferência. c RBD complexado com o anticorpo no local de fixação do receptor, portanto, competindo com hACE2. d RBD complexado com RBD em um local diferente de onde o receptor se liga, resultando na alteração da estrutura de RBD e interrupção da ligação de bloqueio e chave de RBD a hACE2

No momento, não há vacinas ou medicamentos clinicamente aprovados que tenham como alvo específico a SARS-CoV-2. Seguindo o protocolo real de desenvolvimento de uma vacina, pode levar muito mais tempo para chegar a uma vacina eficaz. Há muito interesse no desenvolvimento de anticorpos terapêuticos contra a SARS-CoV-2. Apesar de muitos esforços, no entanto, esses anticorpos ainda não foram descobertos [6], exceto em alguns ensaios [7]. Um ensaio mostrou a potente neutralização do SARS-CoV-2 pela ligação ao RBD de sua glicoproteína S [8]. Neste ensaio [8], coquetéis de anticorpos, uma mistura de diferentes anticorpos é recomendada devido ao aumento do efeito de neutralização que tem sobre a SARS-CoV-2. No entanto, o uso de anticorpos no passado de pacientes convalescentes de SARS-CoV para tratar a infecção por SARS-CoV mostrou reações adversas nos pacientes, como o Realce Dependente de Anticorpos (ADE) causando infecciosidade viral aumentada e outras respostas imunológicas prejudiciais [7]. Além disso, com base na experiência com os esforços de desenvolvimento de vacinas para o SARS-CoV e MERS, as chances de materialização dos esforços que estão sendo feitos para o SARS-CoV-2 parecem muito pequenas. Portanto, os medicamentos naturais / tradicionais que têm um histórico de consumo / ingestão segura por humanos podem ser considerados uma das opções de tratamento para a SARS-CoV-2. Sendo um material natural e uma história de uso / consumo humano, sugerimos “nano-argilas altamente carregadas” para serem usadas como bloqueadores de coronavírus e inibidores da entrada mediada por spike nas células humanas.

Nano-argilas, materiais naturais de tamanho nano originados de minerais das rochas sedimentares, têm uma afinidade muito alta por bactérias e vírus [9]. Devido à substituição isomorfa em sua estrutura molecular, essas nano-argilas apresentam deficiência de carga em suas superfícies. Esta deficiência de carga em suas superfícies é neutralizada pelas moléculas de água e os cátions dissolvidos (Fig. 2). A estrutura carregada e a grande área de superfície das nanopartículas de argila dão a elas uma afinidade para entidades carregadas, como encontradas em superfícies bacterianas e toxinas bacterianas. Suas propriedades biomédicas distintas incluem alta absorção, a capacidade de envolver micróbios e nenhuma toxicidade. Cada um dos minerais de argila eletricamente ativos tem sua morfologia, características e comportamento de interação distintos. A aplicação biomédica mais estudada de nano-argilas inclui servir como carreadores e complexos para drogas anticâncer, como 5-fluorouracil e trastuzumabe [11,12,13,14,15,16,17]. Eles têm, portanto, sido um potencial medicamento alternativo para várias doenças [18,19,20,21,22]. Nanopartículas de argila, devido à sua natureza adesiva, também têm sido usadas como transportadores para medicamentos de liberação sustentada [15, 23]. Nano-argilas também têm sido usadas com sucesso para adsorver e tratar rotavírus bovinos e coronavírus bovinos [24]. Os pesquisadores [25] intercalaram metotrexato (MTX), um agente anticâncer, na argila aniônica para criar uma droga nano-híbrida. Eles usaram a co-precipitação e a subsequente metodologia hidrotérmica para preparar este nano-híbrido de argila e droga bidimensional quimicamente, estrutural e morfologicamente bem definido. Os pesquisadores [26] descobriram que, devido à biocompatibilidade e alta capacidade de carga, a nano-argila de bentonita poderia ser usada para a preparação dos veículos de entrega de drogas. Neste estudo, eles prepararam complexo de nano-argila doxorrubicina-bentonita (complexo DOX-Bent) para formar um sistema de liberação sustentada de liberação de drogas para quimioterapia intratumoral de melanoma. Como a argila montmorilonita está sendo estudada recentemente para ser usada como aditivo e material carreador de fármacos, esses compósitos de nano-argila têm seu uso em várias formas de dosagem, principalmente para liberação controlada do fármaco [27]. Os pesquisadores [28] também descobriram que as nano-argilas podem ser usadas em sistemas de entrega de drogas de dupla função (DDSs) para ter eficiência na entrega de drogas e, assim, reduzir a toxicidade da doxorrubicina (DOX) que está sendo usada para o tratamento do câncer de tireoide. Usando uma biblioteca de 12 dendrímeros de Janus anfifílicos cliváveis por foto de tipo único, os pesquisadores [29] desenvolveram uma plataforma de vesículas de dendrimerssomas responsivos à luz que se auto-montam. Semelhante às nano-argilas, as nanovesículas orgânicas que mimetizam o vírus bioativo de superfície modificada de (glico) dendrimerssomas têm modificações estruturais que contribuem para manifestar SARS-CoV-2 e interações moleculares patogênicas do hospedeiro que ajudam o vírus a escapar do sistema imunológico humano [30].

a Imagem SEM e b a estrutura molecular correspondente de Na-montmorilonita mostrando a configuração, substituição isomorfa, deficiência de carga e cátions intercamadas (de [10])

Por meio de pesquisas anteriores consideráveis, desenvolvemos a caracterização básica e modelagem de comportamento dos minerais de argila carregados [31,32,33], e suas aplicações no controle de metástases de câncer [10], estudos in vitro e in vivo no tratamento de melanoma [34] e os estudos de deposição de cálcio / regeneração óssea [35]. Em um estudo anterior dos autores [35], foi demonstrado que as nanopartículas de argila tinham uma alta afinidade com as superfícies carregadas. A alta afinidade de atração das nano-argilas e o aumento da atração de adesão não específica das células cancerosas tornam as nano-argilas candidatas favoráveis para controlar a metástase do câncer. Nesse estudo, demonstramos a possível utilização de dois minerais de argila carregados para controlar a metástase das células cancerosas:Na-montmorilonita (SWy-3) e paligorsquita (PFl-l). Além dos resultados da pesquisa anterior dos autores [35] sobre o uso dessas nano-argilas para o controle da metástase do câncer, também, por meio de estudos in vitro e in vivo, estabelecemos que essas nano-argilas têm efeitos inibitórios sobre o melanoma. células cancerosas, principalmente na proliferação e viabilidade celular [34]. Nestes estudos anteriores, além de experimentos de laboratório, simulações em nível molecular também foram realizadas na nano-argila e nas interações das células. Essas simulações forneceram a avaliação do nível relativo de coesividade / afinidade nas interações com e sem nanopartículas de argila.

Com base em toda a experiência dos autores acima sobre o potencial de alta afinidade das nano-argilas, propomos que as nano-argilas poderiam ser mimetizadas como anticorpos e, assim, atrair e engolfar coronavírus antes de se envolverem com o hACE2 humano. Este artigo é um primeiro passo para estabelecer essa percepção por meio de uma simulação em nível molecular e abordagem de modelagem. Com base nos resultados das simulações em nível molecular, um esboço das recomendações para as próximas fases da pesquisa in vitro e in vivo também é fornecido. Como essas nano-argilas também estão sendo usadas com sucesso como carreadores de medicamentos, também pressupomos que elas também podem ser injetadas / ingeridas como medicamento "sozinho" e, portanto, propusemos uma metodologia de administração de nano-argilas para esse fim.

Materiais — Moléculas

Seleção e formulação de SARS-CoV-2 e hACE2

As moléculas de SARS-CoV-2 spike S e hACE2 foram adquiridas do site do banco de dados de proteínas RCSB [36,37,38]. Os modelos moleculares de SARS-CoV-2 spike S e hACE2 formulados no software Materials Studio [39] são mostrados respectivamente na Fig. 3a, b. Antes de serem submetidas às simulações, essas moléculas foram carregadas usando o método de equilíbrio de carga QEq do software.

Modelos de nível molecular de a Pico SARS-CoV-2, b hACE2 e c Cristalito de na-montmorilonita formulado no software Materials Studio

Seleção e Formulação de Cristalito de Nano-argila

A na-montmorilonita, um dos membros mais ativos do grupo das esmectitas de argilominerais, foi selecionada para o estudo. A na-montmorilonita é uma esmectita de argila filossilicatada em camadas (Fig. 2). Na forma coloidal, o espaço entre as camadas vizinhas pode conter cátions de sódio, cálcio ou magnésio livres que são atraídos eletrostaticamente para superfícies externas carregadas negativamente [40]. Em seu estado de pó seco, a montmorilonita de Na existe como flocos / folhas equidimensionais com dimensões de aproximadamente 0,5 × 0,5 × 0,001 mícrons (Fig. 2a). Essas cargas negativas em suas superfícies interlayer são equilibradas pelos cátions. Como coloides, os cátions intercamadas se dissociam das partículas de argila e se associam a outras superfícies carregadas negativamente. Essas partículas também têm bordas carregadas positivamente devido à presença de ligações quebradas em suas extremidades. A morfologia e outras características dessas nano-argilas são fornecidas na Tabela 1, enquanto a formulação de seus cristalitos no software Materials Studio é explicada abaixo.

No software, os cristalitos de Na-montmorilonita foram formulados com base em propriedades fundamentais, como CEC, cátions trocáveis e cargas intercamadas (Tabela 1). O tamanho do tamanho molecular / cristalito foi selecionado com base nos resultados da análise de tamanho de partícula usando a técnica de espalhamento dinâmico de luz (DLS) [10]. A forma final do cristalito de argila criada no software é mostrada na Fig. 3c. Após a preparação desses cristalitos no modo de projeto do software usando as propriedades inerentes, eles foram carregados usando o método de equilíbrio de carga QEq do software.

Métodos - Simulações em nível molecular

Esta parte do estudo consistiu na simulação e avaliação das interações do pico S SARS-CoV-2 com cristalitos de argila e com hACE2. Embora esses modelos possam não ser a replicação completa das condições reais in vitro, eles foram incorporados com todas as interações essenciais e são bastante adequados para o estudo relativo e comparativo pretendido.

No software, a sorção e as simulações das configurações formuladas dos cristalitos SARS-CoV-2 S, Na-montmorilonita e hACE2 foram realizadas por meio de técnicas de Monte Carlo (MC) e mecânica molecular (MM). O aumento da afinidade em todas as configurações simuladas foi avaliada em termos da densidade de energia coesiva calculada (CED) - CED sendo considerada como uma medida da coesão do sistema molecular. Devido aos cálculos de grande porte envolvidos nas simulações, esses cálculos foram realizados usando as instalações de computação de alto desempenho (HPC) em KFUPM, KSA. A metodologia geral e a escolha de métodos específicos e os parâmetros de simulação foram baseados em pesquisas anteriores dos autores [41,42,43,44,45,46,47], embora seja detalhada na seção subsequente.

Interações do pico (S) SARS-CoV-2 com hACE2 e cristalitos de argila

Para simular a interação de SARS-CoV-2 S com cristalitos de argila, vários números de cristalitos de argila de Na-montmorilonita foram sorvidos no modelo SARS-CoV-2 S. Para essas simulações de sorção, o método Metropolis Monte Carlo foi selecionado no módulo Sorption do software. Em cada etapa de sorção, os cristalitos de argila ocupam espaços ao redor do modelo do pico S para reduzir a energia geral do complexo. O número necessário de cristalitos foi sorvido em no máximo 25.000 etapas, e então, a energia do sistema foi minimizada usando o módulo Forcite do software baseado nos princípios MD. O processo de sorção semelhante foi repetido para a modelagem de interação da molécula de pico SARS-CoV-2 com hACE2. Neste processo, as moléculas de hACE2 foram absorvidas em torno do RBD do pico S de SARS-CoV-2. Após a conclusão do processo de sorção, a energia da formulação foi minimizada usando o módulo baseado em MD do software.

O módulo Forcite do software incorporando NPT (número constante de partículas, pressão e temperatura) ensemble foi usado para simulações MD com um campo de força universal modificado [41]. As simulações foram feitas por 5 a 30 ps com intervalo de 0,5 fs ou até que um volume constante seja obtido. Um termostato Berendsen com uma constante de decaimento de 0,1 ps foi usado para controlar a temperatura durante a simulação. Durante as simulações MD, a temperatura assumida foi mantida constante em 310 K (37 ° C) com uma pressão atmosférica (100 kPa). Um baróstato de Berendsen com uma constante de decaimento de 0,1 ps foi usado para controlar a pressão do sistema. A metodologia de Berendsen foi considerada a mais adequada para monocristalitos após diversos ensaios envolvendo outros termostatos e barostatos disponíveis no software. No método de Monte Carlo, os parâmetros para as razões de troca, conformador, rotação, translação e novo crescimento foram selecionados como 0,39, 0,2, 0,2, 0,2 e 0,2, respectivamente, com as probabilidades correspondentes como 0,39, 0,2, 0,2, 0,2 e 0,2. As amplitudes adaptadas para rotação e translação foram de 5 ° e 1 Å, respectivamente.

Medição da densidade de energia coesiva (CED)

Neste estudo, a avaliação do nível de afinidade / ligação nos cristalitos SARS-CoV-2-argila e complexos SARS-CoV-2-hACE2 foi medida por meio das mudanças no CED. Após a sorção dos cristalitos de argila e a posterior realização da dinâmica molecular de cada uma das configurações, o CED foi determinado utilizando a opção de densidade de energia coesiva do módulo Forcite do software. Os autores perceberam que o conceito de CED, consistindo no total, van der Waals e CEDs eletrostáticos, pode explicar de perto os vários processos e interações em nível molecular e simular a extensão da afinidade / ligação criada entre os complexos simulados [41,42 , 43,44,45,46,47]. Quantitativamente, CED é definido como a quantidade de energia necessária para a transição de 1 mol de material da fase líquida para a fase gasosa. É também uma medida da afinidade / atratividade mútua das moléculas e é expressa tanto como forças eletrostáticas quanto de van der Waals, calculadas em média sobre um conjunto NPT.

No módulo Forcite, as energias de van der Waals foram avaliadas usando pontos de corte baseados em átomos. Nesse método, as interações não vinculadas são simplesmente calculadas para uma distância de corte e as interações além dessa distância são ignoradas. Para evitar as descontinuidades causadas por cortes diretos, a maioria das simulações usa uma função de comutação para desligar suavemente as interações não vinculadas em uma faixa de distâncias. Um potencial efetivo é criado multiplicando o potencial real pela função de suavização. A escolha da função na faixa intermediária é crucial e deve ser continuamente diferenciável nesta região para que as forças possam ser calculadas. Neste estudo, uma função de suavização de spline cúbica foi usada com uma largura de spline de 1 Å e uma distância de corte de 12,5 Å.

Resultados e discussões

A configuração final do complexo SARS-CoV-2 S-hACE2 é mostrada na Fig. 4a, enquanto os complexos entre o pico SARS-CoV-2 e diferentes números de cristalitos de argila Na-montmorilonita são mostrados respectivamente na Fig. 4b, c. Para fins de comparação, CEDs totais de várias proporções / números de cristalitos de argila no pico SARS-CoV-2 e a interação do último com hACE2 são plotados na Fig. 5.

Resultados de simulação em nível molecular no Software Materials Studio. a SARS-CoV-2 S e hACE2 (CED =1 J / cm ³ ), b Modelo SARS-CoV-2 S interagindo com doze cristalitos de Na-montmorilonita (CED =28 J / cm ³ ), e c Modelo SARS-CoV-2 S interagindo com vinte e quatro cristalitos de Na-montmorilonita (CED =154 J / cm ³ ) —Obtido usando a técnica Sorption implementada no software

Variação da densidade de energia coesiva (CED) para SARS-CoV-2 S-hACE2 e os complexos do primeiro com diferentes números de cristalitos de Na-montmorilonita

Com base em nossa experiência, formulamos a hipótese de que as nano-argilas, devido às suas altas propriedades adesivas, também poderiam atuar como inibidores da SARS-CoV-2. Eles podem fazer isso associando-se fortemente ao pico S presente no SARS-CoV-2. Os resultados obtidos nas simulações de nível molecular das interações indicam que, devido ao CED muito alto entre o SARS-CoV-2 e as nano-argilas em comparação com o anterior e o hACE2 (Fig. 5), eles podem inibir o SARS-CoV- 2 de se envolver com o hACE2. Além disso, também pode ser concluído a partir da Fig. 5 que a extensão da inibição devido a nano-argilas é aumentada em quantidade (dosagem) -dependente.

Interações de Nano-argila com SARS-CoV-2 Spike S

Autores, em suas pesquisas anteriores, demonstraram o papel das nano-argilas na promoção da adesão entre as células cancerosas e seu microambiente e, portanto, no controle da metástase [10]. As medições de adesão da mistura 75/25 de Na-montmorilonita e paligorskita mostraram um aumento na adesão de 100% entre as células cancerosas e as proteínas da matriz extracelular (Fig. 6a). Um SEM correspondente das nano-argilas que se ligam às células Raji e às proteínas de fibronectina é mostrado na Fig. 6b. A imagem da amostra foi realizada no modo SEM em um FEI ESEM-FEG XL-30 na Miller School of Medicine, University of Miami, Florida. Os autores também descobriram em suas pesquisas anteriores que as atrações eletrostática, van der Waals e ZP parecem estar dominando os processos de adesão [10]. Concluímos que os mesmos mecanismos também teriam facilitado a ligação das superfícies adesivas das nano-argilas à ponta do SARS-COV-2 (Fig. 7). ZP é uma medida da tendência de dispersão ou floculação na forma coloidal, incluindo as interações com os outros constituintes presentes no meio de suspensão. Como regra geral, um potencial zeta maior que 30 mV (positivo ou negativo) indica tendência de dispersão, enquanto um potencial zeta menor que 5 mV geralmente resulta em aglomeração. Maiores tendências de dispersão ZP das nanopartículas de argila utilizadas no estudo (-24 a - 32 mV) levam a maior tendência de dispersão e, portanto, na geração de maior área de superfície amplificando as interações com o pico SARS-CoV-2. Embora baseadas em seu ZP, as nanopartículas de Na-montmorilonita possuem natureza hidrofílica, elas, na presença de sais, também promovem mecanismos de adesão secundária entre superfícies hidrofóbicas e hidrofílicas [10]. Deve-se notar também que essas nanopartículas de argila têm tendência de alta dispersão devido à sua natureza hidrofílica e interações ácido-base (AB) repulsivas relativamente mais altas (Tabela 1). A alta dispersão, por sua vez, resulta na geração de alta área superficial para aumentar as interações atrativas. Áreas de superfície mais altas promovem atrações maiores devido às atrações de van der Waal e às forças eletrostáticas entre superfícies com cargas opostas. Além disso, embora em grau relativamente menor, as bordas carregadas positivamente das partículas de Na-montmorilonita também são atraídas eletricamente pela ponta S.

a Resumo das medições da força de adesão entre a montagem Raji-Raji-FN usando AFM, antes e depois do tratamento com várias proporções de nanopartículas de argila Na-montmorilonita e paligorsquita [10]. As barras de erro representam as variações nas tentativas. b Imagem SEM da ligação de células Raji e proteínas de fibronectina produzidas por nano-argilas

Três possíveis mecanismos de interação da nano-argila montmorilonita com o pico S SARS-CoV-2:(1) Atração eletrostática entre bordas de nanopartículas carregadas positivamente e íons Na / Ca com superfícies virais carregadas negativamente. (2) atrações de Van der Waals. (3) Interações eletrostáticas ZP

Os resultados das simulações em nível molecular para a interação do pico S SARS-CoV-2 com os cristalitos de argila (Fig. 5) também confirmam os comportamentos de interação acima. Foi observado que a sorção das nanopartículas de argila resulta na formação de fortes campos de atração de van der Waals que interagem intimamente. Esses campos de atração de van der Waals criam CED mais alto da configuração clay / SARS-CoV-2. O aumento substancial no CED total após a adição de cristalitos de argila (Fig. 5) também é um testemunho de uma afinidade muito alta do SARS-CoV-2 com essas partículas em comparação com a afinidade do primeiro com hACE2.

Nano-argilas como pseudo-anticorpos

Com base em todas as pesquisas atuais e anteriores dos autores, estabelecendo o potencial de alta afinidade das nano-argilas, pressupomos que as nano-argilas poderiam ser mimetizadas como anticorpos e, portanto, atrair e engolfar coronavírus antes de se envolverem com o hACE2 humano. Os anticorpos são glicoproteínas sintetizadas pelas células plasmáticas como parte da resposta imune adaptativa para auxiliar na eliminação da infecção do corpo. Os anticorpos auxiliam na eliminação da infecção de várias maneiras, como opsonização de patógenos para facilitar a fagocitose, ativação do sistema complemento, aglutinação de micróbios e neutralização de vírus e toxinas. Quando ligados às proteínas da superfície viral, os anticorpos impedem a entrada dos vírus na célula, impedindo a ligação dos vírus ao seu receptor alvo na célula. A ligação do anticorpo pode ocorrer em locais diferentes na proteína de superfície levando a vários mecanismos que causam o mesmo efeito. No caso do SARS-CoV-2, dois mecanismos de neutralização viral por anticorpos foram observados [1, 48] e mostrados na Fig. 1c, d. Um dos mecanismos envolve a ligação direta de anticorpos ao local de fixação do SARS-CoV-2-RBD, resultando na competição do anticorpo com o receptor alvo hACE2. Outro mecanismo envolve a ligação de anticorpos a outros locais em RBD sem qualquer competição com o receptor alvo. Este último é mostrado para estar envolvido na neutralização pelo mais potente Anticorpo Monoclonal (mAb) descoberto no estudo [1, 48]. Análogo à interação de anticorpos com SARS-CoV-2 RBD, inibindo o último de se envolver com hACE2, um modelo de nível molecular semelhante é preparado para nano-argilas, resultando em uma inibição semelhante dos coronavírus e mostrado na Fig. 8. Devido a sua afinidade muito alta, nano-argilas seriam atraídas por picos de SARS-CoV-2 e, assim, restringir o engajamento de RBDs desses picos com hACE2.

Mecanismo de interação de partículas de nano-argila com o pico S de SARS-CoV-2 inibindo a interação do último com hACE2

Metodologia de administração de nano-argila proposta

O uso de argila como carreador de drogas foi testado várias vezes, produzindo resultados promissores com pouca ou nenhuma citotoxicidade para as células do corpo humano. O mineral de argila caulinita foi testado para uso em um sistema de entrega de drogas potencial e mostrou ter alta biocompatibilidade e citotoxicidade muito baixa [11]. A citotoxicidade de nanopartículas de poli (d, l-lactídeo-co-glicolídeo) / montmorilonita in vitro também foi demonstrada como insignificante [14]. Os nanocompósitos de isotiocianato de paligorsquita-polietilenoimina-fluoresceína também não exibiram quase nenhuma citotoxicidade in vitro [13]. Os autores também experimentaram a injeção de nano-argilas por via subcutânea para o tratamento de melanoma durante estudos in vivo [34]. Com base no uso de argila como um carreador de drogas contra o câncer e em outro medicamento de liberação sustentada [25,26,27,28], propomos que as nano-argilas podem ser injetadas como um medicamento "apenas com argila" sujeito à verificação in vivo e ensaios clínicos.

Embora as nano-argilas não sejam biodegradáveis, uma compreensão abrangente do design das nanopartículas inorgânicas semelhantes com seu desempenho metabólico no corpo realizado no estudo [49] também poderia categorizar essas nanocartículas como agentes inorgânicos elimináveis do corpo humano.

Conclusões e recomendações

Com base em todas as pesquisas atuais e anteriores dos autores, estabelecendo o potencial de alta afinidade das nano-argilas, elas poderiam ser mimetizadas como anticorpos e, assim, atrair e engolfar coronavírus antes de se envolverem com o hACE2 humano.

Os resultados das simulações em nível molecular para a interação de SARS-CoV-2 spike S com os cristalitos de argila resultam na formação de fortes campos de atração de van der Waals de interação próxima. Esses campos de atração de van der Waals criam CED mais alto da configuração clay / SARS-CoV-2. O aumento substancial no CED total após a adição de cristalitos de argila também é um testemunho de uma afinidade muito alta do SARS-CoV-2 com essas partículas em comparação com a afinidade do primeiro com hACE2.

Propomos continuar a pesquisa realizando estudos de interação in vitro entre o SARS-CoV-2 e diferentes porcentagens de nano-argilas. Com base na dose ótima de nano-argila desenvolvida na fase in vitro, sugere-se a realização de estudos in vivo nos animais. O estudo em animais deve ser realizado com e sem nano-argila para finalizar a dose de nano-argila e deve estabelecer a base para os ensaios clínicos.

Disponibilidade de dados e materiais

Todos os dados gerados ou analisados durante este estudo estão incluídos neste artigo publicado.

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