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Jun 17, 2023

Efficacia antivirale delle nanoparticelle di ossido di cerio

Scientific Reports volume 12, Numero articolo: 18746 (2022) Cita questo articolo 1471 Accessi 5 Citazioni 8 Dettagli metriche alternative I nanomateriali sono potenziali candidati per l'eliminazione di

Scientific Reports volume 12, numero articolo: 18746 (2022) Citare questo articolo

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I nanomateriali sono potenziali candidati per l’eliminazione dei virus grazie ai loro meccanismi d’azione multimodali. Qui, abbiamo testato il potenziale antivirale di una nanoparticella di biossido di cerio (CeO2) in gran parte inesplorata. Due nano-CeO2 con carica superficiale opposta, (+) e (-), sono stati valutati per la loro capacità di ridurre le unità formanti placca (PFU) di quattro virus avvolti e due senza involucro durante l'esposizione di 1 ora. Un’attività antivirale statisticamente significativa nei confronti del coronavirus con involucro SARS-CoV-2 e del virus dell’influenza è stata registrata già a 20 mg Ce/l. Per gli altri due virus con involucro, il virus della gastroenterite trasmissibile e il batteriofago φ6, l'attività antivirale è stata evidenziata a 200 mg Ce/l. Come previsto, la sensibilità dei virus senza involucro nei confronti del nano-CeO2 era significativamente inferiore. Il picornavirus EMCV non ha mostrato alcuna diminuzione della PFU fino alla concentrazione più alta testata, 2000 mg Ce/l, e il batteriofago MS2 ha mostrato una leggera risposta non monotona ad alte concentrazioni di nano-CeO2(-). Test paralleli dell'attività antivirale degli ioni Ce3+ e delle nanoparticelle SiO2 consentono di concludere che l'attività nano-CeO2 non era né dovuta al rilascio di ioni Ce né a effetti non specifici delle nanoparticelle. Inoltre, abbiamo evidenziato una maggiore efficacia antivirale del nano-CeO2 rispetto alle nanoparticelle di Ag. Questo risultato, insieme alla bassa attività antibatterica e all'inesistente citotossicità del nano-CeO2, ci consente di proporre nanoparticelle di CeO2 per specifiche applicazioni antivirali.

La ricerca di agenti antivirali, ovvero materiali che consentano di inattivare i virus, inibire la loro capacità di infettare le cellule ospiti o sopprimere la loro capacità di replicarsi1, si è chiaramente intensificata con l’attuale pandemia di COVID-192. Recentemente è stato riconosciuto il potenziale delle nanotecnologie nello sviluppo di terapie antivirali3,4,5,6,7. Uno dei gruppi di potenziali nanomateriali antivirali sono le nanoparticelle di metallo e ossido di metallo8 che è stato suggerito eserciteranno la loro attività attraverso meccanismi d'azione multimodali9, incluso il legame diretto alla superficie del virus, l'inibizione del legame virale alle cellule ospiti o addirittura l'interazione con il genoma virale10. Uno spettro così ampio di attività antivirali proposte per le nanoparticelle a base metallica può comportare una minore probabilità di sviluppare resistenza antivirale, che può verificarsi nel caso dei farmaci antivirali convenzionali11.

È già stata pubblicata una vasta letteratura sulle nanoparticelle antivirali. A gennaio 2022, 1.623 articoli sono stati recuperati da ISI Web of Science utilizzando le parole chiave “antivirale” E “nanoparticella*”. Di questi, il 17% ha menzionato “COVID” mentre il 30% includeva “argento”, il 5% “rame”, il 5% “zinco” e il 4% “titanio O titania”. È interessante notare che tutte queste nanoparticelle sono anche tra le nanoparticelle più utilizzate nelle applicazioni antibatteriche12, indicando che ci si può aspettare un meccanismo d'azione relativamente generale, efficace sia contro i batteri che contro i virus. Il nanoargento, che contribuisce a 1/3 degli articoli sulle nanoparticelle antivirali, è chiaramente uno dei tipi di nanoparticelle antivirali più studiati. Come modalità d'azione è stato suggerito il potenziale legame delle particelle di nanoargento sulla superficie esterna dei virus e il legame delle nanoparticelle al materiale genetico virale, che porta a un'ulteriore inibizione della replicazione del virus. L'efficacia delle nanoparticelle d'argento nel ridurre la conta virale infettiva è stata dimostrata contro una varietà di virus, tra cui HIV14,15,16,17, virus dell'herpes simplex18, virus dell'influenza19, norovirus20 adenovirus nonché SARS -CoV-221 e altri virus22,23 ,24,25. Vale tuttavia la pena ricordare che mentre le concentrazioni antivirali delle nanoparticelle d'argento variano solitamente tra decine e centinaia di mg/l26, tali concentrazioni possono già portare a citotossicità21 e certamente mostrare un effetto antibatterico, che di solito è evidenziato a partire da valori di mg/l bassi27. In effetti, la citotossicità non specifica e il concomitante potenziale pericolo per la salute di alcune delle nanoparticelle proposte potrebbero rappresentare un problema28 e, pertanto, alternative alle nanoparticelle più sicure con minori potenziali rischi per la salute sono certamente di interesse.