Malgré les progrès considérables de la science et de la médecine, les infections virales représentent toujours une énorme menace pour la santé humaine et constituent une préoccupation majeure pour les systèmes de santé publique mondiaux. Le manque de stratégies efficaces pour lutter contre les virus virulents à potentiel pandémique et les réponses lentes aux flambées pandémiques ont des impacts socio-économiques négatifs importants.
La muqueuse respiratoire humaine est la principale voie d'entrée pour de nombreux virus, notamment les virus grippaux, parainfluenza et respiratoires syncytial. Les coronavirus provoquent un rhume ainsi que des maladies respiratoires plus graves telles que le syndrome respiratoire aigu sévère, le syndrome respiratoire du Moyen-Orient et la maladie à coronavirus (COVID-19). Toutes les récentes épidémies de coronavirus sont apparues de manière inattendue et ont mis en danger le bien-être public, entraînant des pandémies désastreuses.
SRAS-CoV-2. Crédit d'image : Corona Borealis Studio/Shutterstock.com
Les nanotechnologies aident à réutiliser rapidement les médicaments antiviraux
La conception de médicaments antiviraux est un processus fastidieux qui prend des années avant qu'ils ne deviennent facilement disponibles pour le traitement. Par conséquent, il est crucial d'investir dans une plate-forme technologique qui permet de réutiliser rapidement les médicaments en cas de besoin pendant de telles situations pandémiques en utilisant les enseignements des pandémies précédentes. Les nanomatériaux ou les nanoformulations fournissent de telles plates-formes technologiques qui peuvent étudier la science fondamentale et les interactions biologiques des médicaments existants et peuvent aider au développement potentiel de vaccins et de thérapies.
Les nanotechnologies avancées fournissent des informations importantes sur les propriétés physico-chimiques spécifiques des molécules, ce qui aide à résoudre les problèmes clés liés aux traitements antiviraux. Une revue récente réalisée par des chercheurs de Malaisie et du Japon offre un aperçu des dernières recherches sur l'utilisation des nanomatériaux dans le traitement des infections à coronavirus. Ils soulèvent également des questions et des perspectives sur les nanoformulations antivirales et discutent de l'utilisation potentielle des nanomatériaux contre la pandémie actuelle de COVID-19.
Les nanomatériaux dans les applications biomédicales
Les nanomatériaux sont utilisés dans plusieurs applications pharmaceutiques, y compris la distribution ciblée de médicaments depuis des décennies. L'utilisation de nanomatériaux modifiés pour inactiver les virus ou empêcher la liaison virale aux récepteurs des cellules hôtes sont des thérapies antivirales à l'échelle nanométrique notables. De plus, les nanosupports aident à transmettre les antigènes plus efficacement en raison d'une fonctionnalisation de surface efficace et de la capacité de transporter des antigènes multiadjuvants.
Les nanomatériaux sont utilisés dans les thérapies ciblées actives et passives. Le ciblage passif se produit dans un système de distribution nanoparticulaire ciblé en raison de la perméabilité accrue causée par l'inflammation ou la malignité, ce qui conduit à l'accumulation de plus d'agents nanothérapeutiques dans le site de la maladie. Le ciblage actif implique l'incorporation de ligands cibles tels que des anticorps, des peptides, des sucres et des protéines pour transporter les nanothérapies vers un site, un récepteur ou un épitope spécifique.
Des approches de formulation à base de nano, telles que des vecteurs d'administration, des plates-formes de transfert de nanovaccins et des nanomédicaments, ont été développées contre les coronavirus précédents. Ces approches ont réussi à fournir à la fois des antigènes et des adjuvants, à prévenir l'agglomération d'antigènes viraux et à améliorer la réponse immunitaire contre le MERS-CoV lors de la vaccination prime-boost.
Les énergies de surface élevées des nanoparticules ont amélioré la formation de la couronne antigénique tandis que les bionanoparticules ont amélioré l'encapsulation virale inactivée dans les vaccins IBV. Étant donné que les vaccins viraux inactivés n'offraient pas une protection suffisante contre le SRAS-CoV, des complexes immunostimulants/nanoparticules et des nanoparticules chargées d'ADN plasmidique ont été développés pour déclencher une réponse immunitaire muqueuse.
Nanoparticules d'argent (Ag) et d'or (Au) dans la prévention et le traitement du SRAS-Cov-2
Plus de 283 vaccins candidats ont été développés au cours de la dernière année pour induire une réponse immunitaire contre le SRAS-CoV-2. Certains de ces vaccins utilisent la nanoencapsulation de protéines virales ou d'ARN pour empêcher la dégradation de leur matériel génétique. Les nanoparticules d'Ag avec des stabilisants se sont avérées efficaces pour l'action anti-TGEV et les nanoclusters Ag2S doivent empêcher (vaccin contre la diarrhée épidémique porcine) (PEDV) la synthèse et le bourgeonnement d'ARN. De plus, des nanoparticules d'Ag ont été suggérées pour être utilisées comme nanothérapies inhalables contre le SRAS-CoV-2.
Les nanoparticules d'Au sont de bons candidats pour la conjugaison d'antigènes en raison de leur biocompatibilité, de leur stabilité et de leur chimie fonctionnelle de surface. Des nanoparticules non métalliques telles que les points de carbone de curcumine (CCM-CD) et l'acide polylactique-co-glycolique (PLGA) ont été utilisées comme thérapies antivirales efficaces contre le PEDV. Les CCM-CD présentent une activité inhibitrice sur la synthèse d'ARN à brin négatif et le PLGA protège le vaccin piégé contre la dégradation de la protéase. En outre, les limites des adjuvants vaccinaux courants ont été surmontées par le développement de nanoadjuvants. Les nanocarriers qui aident à l'administration de médicaments antiviraux se sont avérés être d'excellentes efficacités antivirales.
Malgré leur rôle important dans les nanotransporteurs ou les nanovaccins, certaines préoccupations telles que la toxicité et l'accumulation dans les cellules existent concernant l'utilisation de nanoparticules dans des applications biomédicales. Les chercheurs espèrent que les fonctionnalités polyvalentes des systèmes nanométriques pourront aider à améliorer ces limitations.
Référence de la revue :
Gunathilake, T.M.S.U. Ching, Y.C. Uyama, H. et Chuah, C.H. (2021). Les nanothérapies pour traiter les maladies à coronavirus. Journal of Drug Delivery Science and Technology, 64, p.102634.
