Una colaboración entre diversos centros del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha dado lugar al desarrollo de un innovador antiviral de amplio espectro, basado en una sustancia natural presente en el caparazón de los crustáceos. El compuesto, derivado del quitosano —un material procedente de la quitina, abundante en el exoesqueleto de cangrejos y camarones—, ha demostrado ser eficaz frente a virus respiratorios como el SARS-CoV-2 y el virus respiratorio sincitial (VRS), y podría administrarse mediante aerosoles o inhaladores incluso después de la infección.
Una colaboración entre diversos centros del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha dado lugar al desarrollo de un innovador antiviral de amplio espectro, basado en una sustancia natural presente en el caparazón de los crustáceos
El trabajo, publicado recientemente en la revista Communications Biology, es fruto de una colaboración multidisciplinar entre el Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio, CSIC-UV), el Instituto de Química Orgánica General (IQOG-CSIC), el Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA-CSIC), el Instituto de Biomedicina de Valencia (IBV-CSIC), el Centro de Investigación Biomédica en Red en Enfermedades Raras (CIBERER) y el Centro de Investigación Cooperativa en Biomateriales (CIC biomaGUNE).
Señuelo para bloquear la entrada del virus
“El compuesto fue diseñado en nuestro laboratorio tomando como referencia los sulfatos de heparano, polisacáridos sulfatados utilizados por muchos virus para adherirse a la superficie celular durante el proceso infeccioso”, explica Alfonso Fernández-Mayoralas, investigador del IQOG-CSIC. “Nuestros polisacáridos actúan como señuelos: se unen a los virus y evitan que entren en contacto con las células epiteliales, bloqueando así la infección”, añade su colega Julia Revuelta.
“El compuesto fue diseñado en nuestro laboratorio tomando como referencia los sulfatos de heparano, polisacáridos sulfatados utilizados por muchos virus para adherirse a la superficie celular durante el proceso infeccioso”
Alfonso Fernández-Mayoralas, investigador del IQOG-CSIC
El antiviral actúa de forma irreversible y ha mostrado una potente actividad en modelos celulares y animales contra distintas variantes del SARS-CoV-2, así como frente a cepas del VRS, un virus que afecta especialmente a niños pequeños y personas mayores. En modelos murinos, la administración del compuesto antes de la infección redujo la carga viral en más de seis órdenes de magnitud. De manera destacada, también se observó una notable eficacia terapéutica cuando se administró tras el inicio de la infección.
Eficacia en cultivos celulares y modelos animales
“El compuesto más prometedor bloqueó la entrada del virus tanto en cultivos celulares como en ratones infectados, incluso cuando se aplicó después de que la infección ya hubiera comenzado”, explica Ron Geller, investigador del I2SysBio. “Estos resultados son muy prometedores y apuntan al potencial del compuesto como tratamiento antiviral eficaz”, coincide Miguel A. Martín Acebes, del INIA-CSIC, responsable de los ensayos de eficacia en modelos animales.
Desde el punto de vista del mecanismo de acción, el antiviral se une directamente al virus, impidiendo su fijación a los receptores celulares
Desde el punto de vista del mecanismo de acción, el antiviral se une directamente al virus, impidiendo su fijación a los receptores celulares. “Funciona en una etapa temprana del ciclo de infección, antes de que el virus logre penetrar en las células, lo que impide su multiplicación”, detalla Geller. “Además, al actuar sobre una vía común a múltiples virus, su espectro de acción es más amplio que el de antivirales específicos”. Uno de los hallazgos más relevantes del estudio es la capacidad del compuesto para funcionar tanto de forma profiláctica como terapéutica, lo que abre la puerta a su uso clínico en fases iniciales de infecciones virales respiratorias.
Seguridad y tolerancia
Los análisis de seguridad realizados en animales no mostraron efectos tóxicos tras la administración reiterada por vía intranasal, lo que sugiere un buen perfil de tolerancia. “Uno de los aspectos más interesantes es que puede utilizarse de forma repetida, y aún así se elimina del organismo en unas 48 horas”, destacan Julia Revuelta y Alfonso Fernández-Mayoralas.
“Uno de los aspectos más interesantes es que puede utilizarse de forma repetida, y aún así se elimina del organismo en unas 48 horas”
Alfonso Fernández-Mayoralas, investigador del IQOG-CSIC
Para ello, el equipo del IQOG llevó a cabo una modificación química que permitió introducir un radioisótopo y realizar estudios de biodistribución en colaboración con el laboratorio de Jordi Llop, en CIC biomaGUNE. Los datos confirmaron que el fármaco no se acumula en el organismo, lo que refuerza su potencial para un uso seguro en formulaciones de administración repetida, como inhaladores o aerosoles nasales.
Utilidad frente a futuras pandemias
Una de las grandes ventajas del compuesto es su facilidad de producción. El quitosano es un polímero natural muy utilizado en la industria biomédica y alimentaria, por lo que su disponibilidad es amplia y su coste reducido. Esto permitiría su fabricación a gran escala sin dificultades logísticas, lo que lo convierte en un candidato atractivo para el desarrollo de formulaciones preventivas y terapéuticas.
“Contar con antivirales de amplio espectro que se puedan administrar por vía nasal desde los primeros síntomas marcaría una diferencia en la contención y manejo de muchas infecciones respiratorias”
Julia Revuelta, investigador del IQOG-CSIC
Este avance representa una estrategia innovadora para hacer frente a enfermedades respiratorias emergentes o reemergentes. Además de su potencial en la covid-19 y el VRS, podría ofrecer protección frente a futuros virus con mecanismos de entrada similares, proporcionando una herramienta flexible y rápida ante nuevas pandemias. “Contar con antivirales de amplio espectro que se puedan administrar por vía nasal desde los primeros síntomas marcaría una diferencia en la contención y manejo de muchas infecciones respiratorias”, concluyen los investigadores.
