Nano-argilas: Uma Promissora Defesa Nanoimune Contra a COVID-19

Resumo

Apesar de diversos esforços, o desenvolvimento de uma vacina eficaz para a COVID-19 pode levar muito mais tempo. A medicina tradicional/natural, já experimentada por humanos, poderia ser uma solução mais imediata. Considerando a experiência da equipe de pesquisa no uso de nano-argilas como material de alta afinidade para metástase de câncer, tratamento de melanoma e regeneração óssea, propomos o uso dessas nano-argilas para prevenção/tratamento da COVID-19. Devido à sua alta afinidade, as nano-argilas capturariam os vírus antes que estes se liguem à hACE2 humana. Neste estudo, realizaram-se simulações e modelagem em nível molecular da interação entre as proteínas spike do coronavírus e hACE2, com e sem nano-argilas. Os resultados mostraram um nível muito alto de afinidade/coesão entre o spike do SARS-CoV-2 e as nano-argilas, comparado à afinidade entre o primeiro e a hACE2. Pressupomos que essas nano-argilas, já utilizadas como carreadoras de fármacos, também poderiam ser injetadas como medicamento "apenas argilas". Recomendações para futuros estudos in vitro e in vivo também são fornecidas.

Introdução

O surgimento repentino e a rápida disseminação do novo coronavírus, SARS-CoV-2, afetaram significativamente a saúde e a vida dos seres humanos, além de impactar criticamente a economia mundial. O spike S do SARS-CoV-2 liga-se com alta afinidade à enzima conversora de angiotensina 2 humana (hACE2), usando-a como receptor de entrada para invadir células-alvo (Fig. 1a, b) [1]. A proteína spike de superfície do vírus medeia a entrada do coronavírus nas células hospedeiras. A proteína spike do SARS-CoV-2 contém um domínio de ligação ao receptor (RBD) que reconhece explicitamente a hACE2 como seu receptor [2, 3]. A superfície da hACE2 contém dois pontos quentes de ligação viral críticos para a ligação do SARS-CoV-2 S. Várias mutações naturalmente selecionadas no RBD do SARS-CoV-2 cercam esses pontos quentes e regulam a infectividade, patogênese e transmissão entre espécies e entre humanos do SARS-CoV-2 [2, 4, 5].

Esquemáticos do ataque do SARS-CoV-2 à hACE2 humana e a subsequente resposta do sistema imune. a, b Ligação do RBD à hACE2 sem interferência. c RBD complexado com anticorpo no sítio de fixação do receptor, competindo com a hACE2. d RBD complexado com RBD em sítio diferente do de fixação do receptor, resultando em alteração da estrutura do RBD e interrupção da ligação "chave-fechadura" do RBD à hACE2.

Atualmente, não existem vacinas ou fármacos clinicamente aprovados que visem especificamente o SARS-CoV-2. Seguindo o protocolo real de desenvolvimento de vacinas, pode levar muito mais tempo para se obter uma vacina eficaz. Há grande interesse no desenvolvimento de anticorpos terapêuticos contra o SARS-CoV-2. No entanto, apesar de muitos esforços, esses anticorpos ainda não foram descobertos [6], exceto em alguns ensaios [7]. Um ensaio mostrou 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, são recomendados devido ao efeito de neutralização aumentado sobre o SARS-CoV-2. Contudo, o uso de anticorpos no passado, provenientes de pacientes convalescentes de SARS-CoV para tratar infecção por SARS-CoV, mostrou reações adversas nos pacientes, como Aumento Dependente de Anticorpos (ADE), causando maior infectividade viral e outras respostas imunes prejudiciais [7]. Além disso, com base na experiência com esforços de desenvolvimento de vacinas para SARS-CoV e MERS, as chances de concretização dos esforços para SARS-CoV-2 parecem bastante reduzidas. Portanto, medicamentos naturais/tradicionais com histórico de consumo/ingestão segura por humanos poderiam ser considerados como uma das opções de tratamento para SARS-CoV-2. Por ser um material natural e ter histórico de uso/consumo humano, sugerimos "nano-argilas altamente carregadas" para serem usadas como bloqueadoras do coronavírus e inibidoras da entrada mediada por spike nas células humanas.

Nano-argilas, materiais naturais de tamanho nano originários de minerais de rochas sedimentares, possuem altíssima afinidade a bactérias e vírus [9]. Devido à substituição isomorfa em sua estrutura molecular, essas nano-argilas exibem deficiência de carga em suas superfícies. Essa deficiência de carga é neutralizada por moléculas de água e cátions dissolvidos (Fig. 2). A estrutura carregada e a grande área de superfície das nanopartículas de argila conferem-lhes afinidade por entidades carregadas, como encontradas em superfícies bacterianas e toxinas bacterianas. Suas propriedades biomédicas distintas incluem alta absorção, capacidade de englobar 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 das nano-argilas inclui servir como carreadoras e complexos para fármacos anticancerígenos, como 5-fluorouracil e trastuzumab [11-17]. Elas têm, portanto, sido uma medicina alternativa potencial para várias doenças [18-22]. Nanopartículas de argila, devido à sua natureza adesiva, também têm sido usadas como carreadoras para medicamentos de liberação sustentada [15, 23]. Nano-argilas também foram usadas com sucesso para adsorver e tratar rotavírus bovino e coronavírus bovino [24]. Pesquisadores [25] intercalaram metotrexato (MTX), um agente anticancerígeno, na argila aniônica para criar um nano-híbrido de fármaco. Usaram metodologia de co-precipitação e posterior hidrotérmica para preparar este nano-híbrido fármaco-argila bidimensional, quimicamente, estrutural e morfologicamente bem definido. Pesquisadores [26] descobriram que, devido à biocompatibilidade e alta capacidade de carga, a nano-argila bentonita poderia ser usada para preparação de veículos de liberação de fármacos. Neste estudo, prepararam o complexo doxorrubicina-bentonita (DOX-Bent) para formar um sistema de liberação sustentada de fármaco para quimioterapia intratumoral de melanoma. Como a argila montmorilonita tem sido recentemente estudada como aditivo e material carreador de fármacos, esses compostos de nano-argila apelam para seu uso em várias formas de dosagem, principalmente para liberação controlada do fármaco [27]. Pesquisadores [28] também descobriram que nano-argilas podem ser usadas em recentes sistemas de liberação de fármacos de dupla função (DDSs) para ter eficiência na liberação do fármaco e assim reduzir a toxicidade da doxorrubicina (DOX) usada no tratamento de câncer de tireoide. Usando uma biblioteca de 12 dendrímeros anfifílicos Janus fotoclaváveis do tipo single-single, pesquisadores [29] desenvolveram uma plataforma de vesículas dendrimersomes auto-montáveis e responsivas à luz. Semelhante às nano-argilas, vesículas orgânicas bioativas mimetizadoras de vírus modificadas na superfície a partir de (glico)dendrimersomes têm modificações estruturais que contribuem para manifestar interações moleculares patogênicas do SARS-CoV-2 e do hospedeiro que ajudam o vírus a escapar do sistema imune humano [30].

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

Através de pesquisa anterior considerável, desenvolvemos caracterização básica e modelagem de comportamento de minerais de argila carregados [31-33], e suas aplicações no controle de metástase de câncer [10], estudos in vitro e in vivo sobre tratamento de melanoma [34], e estudos de deposição de cálcio/regeneração óssea [35]. Em estudo anterior dos autores [35], demonstrou-se que nanopartículas de argila tinham alta afinidade a superfícies carregadas. A alta afinidade de atração das nano-argilas e a maior atração de adesão não-específica das células cancerígenas tornam as nano-argilas candidatas favoráveis para controlar metástase de câncer. Naquele estudo, demonstramos o possível uso de dois minerais de argila carregados para controlar a metástase de células cancerígenas: Na-montmorilonita (SWy-3) e paligorskita (PFl-l). Além dos achados da pesquisa anterior dos autores [35] sobre o uso dessas nano-argilas para controle de metástase de câncer, também estabelecemos, através de estudos in vitro e in vivo, que essas nano-argilas têm efeitos inibitórios sobre células de melanoma, principalmente sobre proliferação e viabilidade celular [34]. Nesses estudos anteriores, além de experimentos laboratoriais, simulações em nível molecular também foram realizadas nas interações nano-argila/células. Essas simulações forneceram avaliação do nível relativo de coesividade/afinidade nas interações com e sem nanopartículas de argila.

Com base em toda a experiência acima dos autores sobre o potencial de alta afinidade das nano-argilas, propomos que as nano-argilas poderiam ser mimetizadas como anticorpos e assim atrair e englobar coronavírus antes que estes se liguem à hACE2 humana. Este artigo é um primeiro passo para estabelecer essa percepção através de abordagem de simulação e modelagem em nível molecular. Baseados nos resultados das simulações em nível molecular, também fornece-se um esboço de recomendações para as próximas fases de pesquisa in vitro e in vivo. Como essas nano-argilas também são usadas com sucesso como carreadoras de medicamentos, também pressupomos que podem ser injetadas/ingeridas como medicamento "apenas argilas", e assim propusemos uma metodologia tentativa de administração de nano-argilas para esse fim.

Materiais—Moléculas

Seleção e Formulação do SARS-CoV-2 e hACE2

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

Modelos em nível molecular de a spike do SARS-CoV-2, b hACE2, e c cristalito de Na-montmorilonita formulados no software Materials Studio

Seleção e Formulação do Cristalito de Nano-argila

Na-montmorilonita, um dos membros mais ativos do grupo de minerais de argila esmectita, foi selecionada para o estudo. A Na-montmorilonita é uma argila esmectita filossilicato em camadas (Fig. 2). Na forma coloidal, o espaço entre camadas vizinhas pode conter cátions livres de sódio, cálcio ou magnésio que são eletrostaticamente atraídos às superfícies externamente carregadas negativamente [40]. Em seu estado de pó seco, a Na-montmorilonita existe como flocos/folhas equidimensionais com dimensões de aproximadamente 0,5 × 0,5 × 0,001 mícrons (Fig. 2a). Essas cargas negativas em suas superfícies intercamadas são balanceadas pelos cátions. Como coloides, os cátions intercamadas dissociam-se das partículas de argila e associam-se a outras superfícies carregadas negativamente. Essas partículas também têm bordas carregadas positivamente devido à presença de ligações quebradas em suas extremidades. 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, cristalitos de Na-montmorilonita foram formulados com base em propriedades fundamentais como CTC, cátions trocáveis e cargas intercamadas (Tabela 1). O tamanho do cristalito molecular 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 criado no software é mostrada na Fig. 3c. Após a preparação desses cristalitos no modo de design do software usando as propriedades inerentes, estes 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 spike S do 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 incorporaram todas as interações essenciais e são bastante adequados para o estudo comparativo e relativo pretendido.

No software, a sorção e simulações das configurações formuladas do spike S do SARS-CoV-2, cristalitos de Na-montmorilonita e hACE2 foram realizadas usando técnicas de Monte Carlo (MC) e mecânica molecular (MM). O aumento de afinidade em todas as configurações simuladas foi avaliado em termos da densidade de energia coesiva (CED) calculada—CED sendo considerada como medida da coesividade do sistema molecular. Devido aos grandes cálculos envolvidos nas simulações, estes foram realizados usando instalações de computação de alto desempenho (HPC) na KFUPM, KSA. A metodologia geral e a escolha de métodos particulares e parâmetros de simulação basearam-se na pesquisa anterior dos autores [41-47], sendo detalhados na seção subsequente.

Interações do Spike (S) do SARS-CoV-2 com hACE2 e Cristalitos de Argila

Para simular a interação do spike S do SARS-CoV-2 com cristalitos de argila, vários números de cristalitos de argila Na-montmorilonita foram sorvidos no modelo do spike S do SARS-CoV-2. Para essas simulações de sorção, o método Monte Carlo de Metropolis foi selecionado no módulo de Sorção do software. Em cada etapa de sorção, cristalitos de argila ocupam espaços ao redor do modelo do spike 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 em princípios de MD. Processo de sorção similar foi repetido para modelagem da interação da molécula do spike do SARS-CoV-2 com hACE2. Neste processo, moléculas de hACE2 foram sorvidas ao redor do RBD do spike S do SARS-CoV-2. Após a conclusão do processo de sorção, a energia da formulação foi minimizada usando módulo baseado em MD do software.

O módulo Forcite do software incorporando ensemble NPT (número constante de partículas, pressão e temperatura) foi usado para simulações MD com campo de força universal modificado [41]. As simulações rodaram por 5 a 30 ps com intervalo de 0,5 fs ou até obter volume constante. Um termostato de Berendsen com 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 a 310 K (37 °C) com pressão atmosférica (100 kPa). Um barostato de Berendsen com constante de decaimento de 0,1 ps foi usado para controlar a pressão do sistema. A metodologia de Berendsen foi considerada a mais apropriada para cristalitos únicos após várias tentativas envolvendo outros termostatos e barostatos disponíveis no software. No método Monte Carlo, os parâmetros para as razões de troca, conformador, rotação, translação e regeneração 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. Amplitudes adaptadas para rotação e translação foram 5° e 1 Å, respectivamente.

Medição da Densidade de Energia Coesiva (CED)

Neste estudo, a avaliação do nível de afinidade/ligação nos complexos SARS-CoV-2-cristalitos de argila e SARS-CoV-2-hACE2 foi medida através das mudanças na CED. Após a sorção dos cristalitos de argila e a subsequente realização de dinâmica molecular de cada uma das configurações, a CED foi determinada usando a opção de densidade de energia coesiva do módulo Forcite do software. Os autores experienciaram que o conceito de CED, consistindo das CEDs total, de van der Waals e eletrostática, pode explicar de forma bastante próxima vários processos e interações em nível molecular e simular a extensão de afinidade/ligação criada entre os complexos simulados [41-47]. Quantitativamente, CED é definida como a quantidade de energia necessária para a transição de 1 mol de material da fase líquida para a gasosa. É também uma medida da afinidade/atratividade mútua das moléculas e é expressa tanto como forças eletrostáticas quanto de van der Waals, médias sobre um ensemble NPT.

No módulo Forcite, energias de van der Waals foram avaliadas usando cutoffs baseados em átomos. Neste método, interações não-ligantes são simplesmente calculadas até uma distância de corte, e interações além desta distância são ignoradas. Para evitar descontinuidades causadas por cutoffs diretos, a maioria das simulações usa uma função de comutação para desligar interações não-ligantes sobre uma faixa de distâncias suavemente. 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 spline cúbico foi usada com largura de spline de 1 Å e distância de corte de 12,5 Å.

Resultados e Discussão

A configuração final do complexo spike S do SARS-CoV-2-hACE2 é mostrada na Fig. 4a, enquanto os complexos entre o spike do 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 spike do SARS-CoV-2 e a interação deste com hACE2 são plotados na Fig. 5.

Resultados de simulação em nível molecular no software Materials Studio. a Spike S do SARS-CoV-2 e hACE2 (CED = 1 J/cm³), b Modelo do spike S do SARS-CoV-2 interagindo com doze cristalitos de Na-montmorilonita (CED = 28 J/cm³), e c Modelo do spike S do SARS-CoV-2 interagindo com vinte e quatro cristalitos de Na-montmorilonita (CED = 154 J/cm³)—obtidos usando técnica de Sorção 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, hipotetizamos que nano-argilas, devido às suas propriedades adesivas elevadas, também poderiam atuar como inibidoras do SARS-CoV-2. Elas poderiam fazer isso associando-se fortemente ao spike S presente no SARS-CoV-2. Os resultados obtidos das simulações em nível molecular das interações indicam que, devido à CED muito alta entre SARS-CoV-2 e nano-argilas comparada à do primeiro com hACE2 (Fig. 5), elas poderiam inibir o SARS-CoV-2 de se ligar à hACE2. Além disso, também se pode concluir da Fig. 5 que a extensão da inibição devido às nano-argilas aumenta de forma dependente da quantidade (dosagem).

Interações da Nano-argila com o Spike S do SARS-CoV-2

Autores, em pesquisa anterior, demonstraram o papel das nano-argilas na promoção de adesão entre células cancerígenas e seu microambiente e, portanto, controle de metástase [10]. Medidas de adesão de mistura 75/25 de Na-montmorilonita e paligorskita mostraram aumento de 100% na adesão entre células cancerígenas e proteínas da matriz extracelular (Fig. 6a). Uma imagem de MEV correspondente das nano-argilas ligando células Raji e proteínas fibronectina é mostrada na Fig. 6b. A imagem da amostra foi realizada em modo MEV em um FEI ESEM-FEG XL-30 na Miller School of Medicine, University of Miami, Florida. Autores também descobriram em pesquisa anterior que atrações eletrostáticas, de van der Waals e ZP parecem dominar nos processos de adesão [10]. Concluímos que os mesmos mecanismos também teriam facilitado a ligação das superfícies adesivas das nano-argilas ao spike do SARS-CoV-2 (Fig. 7). ZP é uma medida da tendência de dispersão ou floculação na forma coloidal, incluindo interações com 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 potencial zeta menor que 5 mV geralmente resulta em aglomeração. Tendências de dispersão ZP mais altas das nanopartículas de argila usadas no estudo (−24 a −32 mV) levam a maior tendência de dispersão e, portanto, à geração de maior área de superfície amplificando as interações com o spike do SARS-CoV-2. Embora baseado em seu ZP, nanopartículas de Na-montmorilonita tenham natureza hidrofílica, elas, na presença de sais, também promovem mecanismos secundários de adesão entre superfícies hidrofóbicas e hidrofílicas [10]. Também deve ser notado que essas nanopartículas de argila têm alta tendência de dispersão devido à sua natureza hidrofílica e interações ácido-base (AB) repulsivas relativamente maiores (Tabela 1). Alta dispersão, por sua vez, resulta na geração de alta área de superfície para aumentar as interações atrativas. Maiores áreas de superfície promovem maiores atrações devido às atrações de van der Waals e forças eletrostáticas entre superfícies carregadas opostamente. Além disso, embora em grau relativamente menor, bordas carregadas positivamente de partículas de Na-montmorilonita também são eletricamente atraídas ao spike S.

a Resumo de medições de força de adesão entre montagem Raji-Raji-FN usando AFM, antes e depois do tratamento com várias proporções de nanopartículas de argila Na-montmorilonita e paligorskita [10]. Barras de erro representam variações nos ensaios. b Imagem de MEV da ligação de células Raji e proteínas Fibronectina produzida por nano-argilas

Três possíveis mecanismos de interações de nano-argila montmorilonita com o spike S do 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 spike S do SARS-CoV-2 com cristalitos de argila (Fig. 5) também confirmam os comportamentos de interação acima. Observou-se que a sorção das nanopartículas de argila resulta na formação de campos de atração de van der Waals de interação próxima. Esses campos de atração de van der Waals criam CED mais alta da configuração argila/SARS-CoV-2. O aumento substancial na CED total após adição de cristalitos de argila (Fig. 5) também é um testemunho de altíssima afinidade do SARS-CoV-2 com essas partículas comparado à afinidade do primeiro com hACE2.

Nano-argilas como Pseudo-anticorpos

Com base em toda a pesquisa atual e passada dos autores, estabelecendo o potencial de alta afinidade das nano-argilas, pressupomos que nano-argilas poderiam ser mimetizadas como anticorpos e assim atrair e englobar coronavírus antes que estes se liguem à hACE2 humana. Anticorpos são glicoproteínas sintetizadas por células plasmáticas como parte da resposta imune adaptativa para auxiliar na eliminação de infecção do corpo. Anticorpos auxiliam na eliminação de infecção de múltiplas formas, como opsonização de patógenos para facilitar fagocitose, ativação do sistema complementar, aglutinação de micróbios e neutralização de vírus e toxinas. Quando ligados a proteínas de superfície viral, anticorpos impedem a entrada dos vírus na célula impedindo a fixação dos vírus ao seu receptor alvo na célula. A ligação do anticorpo pode ocorrer em diferentes sítios 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 ligação direta de anticorpos ao sítio de fixação do RBD do SARS-CoV-2, resultando no anticorpo competindo com o receptor alvo hACE2. Outro mecanismo envolve ligação de anticorpos a outros sítios no RBD sem competição com o receptor alvo. Este último é mostrado como envolvido na neutralização pelo Anticorpo Monoclonal (mAb) mais potente descoberto no estudo [1, 48]. Análogo à interação de anticorpos com RBD do SARS-CoV-2, inibindo este de se ligar à hACE2, um modelo molecular similar é preparado para nano-argilas resultando em inibição similar dos coronavírus e mostrado na Fig. 8. Devido à sua altíssima afinidade, nano-argilas seriam atraídas aos spikes do SARS-CoV-2 e assim restringiriam o engajamento dos RBDs desses spikes com hACE2.

Mecanismo de interação de partículas de nano-argila com spike S do SARS-CoV-2 inibindo a interação deste com hACE2

Metodologia Proposta de Administração de Nano-argila

O uso de argila como carreadora de fármacos foi testado múltiplas vezes, resultando em resultados promissores de pouca ou nenhuma citotoxicidade a células do corpo humano. Mineral de argila caolinita foi testado para uso em potencial sistema de liberação de fármacos e mostrou alta biocompatibilidade e citotoxicidade muito baixa [11]. Citotoxicidade in vitro de nanopartículas de poli(d,l-lactida-co-glicolida)/montmorilonita também foi demonstrada como desprezível [14]. Nanocompósitos paligorskita-polietilenimina-fluoresceína isotiocianato também exibiram citotoxicidade quase nula in vitro [13]. Autores também experienciaram injetar nano-argilas subcutaneamente para tratamento de melanoma durante estudos in vivo [34]. Com base no uso de argila como carreadora de fármacos para câncer e em outros medicamentos de liberação sustentada [25-28], propomos que nano-argilas podem ser injetadas como medicamento "apenas argila" sujeito à verificação in vivo e ensaios clínicos.

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

Conclusões e Recomendações

Com base em toda a pesquisa atual e passada dos autores, estabelecendo o potencial de alta afinidade das nano-argilas, estas poderiam ser mimetizadas como anticorpos e assim atrair e englobar coronavírus antes que estes se liguem à hACE2 humana.

Os resultados das simulações em nível molecular para a interação do spike S do SARS-CoV-2 com cristalitos de argila resultam na formação de campos de atração de van der Waals de interação próxima. Esses campos de atração de van der Waals criam CED mais alta da configuração argila/SARS-CoV-2. O aumento substancial na CED total após adição de cristalitos de argila também é um testemunho de altíssima afinidade do SARS-CoV-2 com essas partículas comparado à afinidade do primeiro com hACE2.

Propomos continuar a pesquisa realizando estudos de interação in vitro entre SARS-CoV-2 e diferentes porcentagens de nano-argilas. Baseados na dose ótima de nano-argila desenvolvida na fase in vitro, sugerimos realizar estudos in vivo em animais. O estudo animal deve ser realizado tanto com quanto sem nano-argila para finalizar a dose de nano-argila e deve estabelecer a base para ensaios clínicos.

Disponibilidade de Dados e Materiais

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