Il n'y a pas de vaccin ou de traitement spécifique pour COVID-19, la maladie causée par le syndrome respiratoire aigu sévère coronavirus 2, ou SARS-CoV-2.

Depuis le début de l'épidémie fin 2019, les chercheurs se sont précipités pour en savoir plus sur le SRAS-CoV-2, qui est une souche d'une famille de virus connus sous le nom de coronavirus pour leur forme en forme de couronne.

L'ingénieur chimiste du nord-est Thomas Webster, qui se spécialise dans le développement de la médecine et de la technologie à l'échelle nanométrique pour traiter les maladies, fait partie d'un contingent de scientifiques qui apportent des idées et des technologies aux Centers for Disease Control and Prevention pour lutter contre l'épidémie de COVID-19.

L'idée d'utiliser des nanoparticules, Webster dit, est que le virus derrière COVID-19 consiste en une structure d'une échelle similaire à celle de ses nanoparticules. A cette échelle, la matière est ultra-petite, environ dix mille fois plus petit que la largeur d'une seule mèche de cheveux.

Webster propose des particules de tailles similaires qui pourraient se fixer aux virus SARS-CoV-2, perturber leur structure avec une combinaison de traitement à la lumière infrarouge. Ce changement structurel arrêterait alors la capacité du virus à survivre et à se reproduire dans le corps.

"Il faut penser dans cette gamme de taille, " dit Webster, Art Zafiropoulo Chaire de génie chimique à Northeastern. "Dans la gamme de taille nanométrique, si vous voulez détecter des virus, si vous voulez les désactiver."

Trouver et neutraliser les virus avec la nanomédecine est au cœur de ce que Webster et d'autres chercheurs appellent la théranostique, qui se concentre sur la combinaison de la thérapie et du diagnostic. En utilisant cette approche, son laboratoire s'est spécialisé dans les nanoparticules pour lutter contre les microbes qui causent la grippe et la tuberculose.

"Il ne s'agit pas seulement d'avoir une approche pour détecter si vous avez un virus et une autre approche pour l'utiliser comme thérapie, " il dit, "mais ayant la même particule, la même approche, pour votre détection et votre thérapie."

Le SRAS-CoV-2 se propage principalement par de minuscules gouttelettes de particules virales - provenant de la respiration, parlant, éternuement, toux - qui pénètrent dans le corps par les yeux, bouche, ou le nez. Des recherches préliminaires suggèrent également que ces germes peuvent survivre pendant des jours lorsqu'ils se fixent aux comptoirs, mains courantes, et autres surfaces dures.

C'est l'une des raisons pour lesquelles la théranostique avec des nanoparticules est au centre de l'épidémie de COVID-19, dit Webster.

Les nanoparticules peuvent désactiver ces agents pathogènes avant même qu'ils ne pénètrent dans le corps, car ils s'accrochent à différents objets et surfaces. Son laboratoire a développé des matériaux qui peuvent être pulvérisés sur des objets pour former des nanoparticules et attaquer des virus.

"Même si c'était sur une surface, sur le comptoir de quelqu'un, ou un iPhone, " dit-il. " Cela ne veut rien dire parce que ce n'est pas la forme active de ce virus. "

Cette même technologie peut être affinée et modifiée pour cibler un large éventail de virus, bactéries, et d'autres agents pathogènes. Contrairement à d'autres nouveaux médicaments dotés de grandes structures moléculaires, les nanoparticules sont si petites qu'elles peuvent se déplacer dans notre corps sans perturber d'autres fonctions, comme celles du système immunitaire.

"Presque comme un géomètre, ils peuvent faire le tour de votre circulation sanguine, " Webster dit. "Ils peuvent examiner votre corps beaucoup plus facilement et en des temps beaucoup plus longs et essayer de détecter les virus."

Pour faire tout ça, le CDC doit connaître les détails du type de structure nécessaire pour neutraliser le SARS-CoV-2, dit Webster. Cette information n'est pas encore publique.

"Vous devez identifier ce que nous devons mettre dans notre nanoparticule pour l'attirer vers ce virus, " dit-il. " Le CDC doit savoir que, parce qu'ils ont développé un kit qui peut déterminer si vous avez [COVID-19], contre la grippe, ou autre chose."

Une alternative à la nanomédecine est la production de molécules synthétiques. Mais Webster dit que cette tactique présente certains défis. Dans le cas des chimiothérapies utilisées pour traiter les cellules cancéreuses, ces drogues synthétiques peuvent provoquer des effets secondaires graves qui tuent les cellules cancéreuses, ainsi que d'autres cellules du corps.

"La même chose pourrait se produire avec la chimie de synthèse pour traiter un virus, où les molécules tuent bien plus que ce virus, " dit Webster.

Toujours, Webster reconnaît qu'il n'y a pas beaucoup de chercheurs qui se concentrent sur les nanoparticules pour tuer les virus.

L'une des principales raisons de l'absence de ces solutions est que les mêmes avantages qui rendent les nanoparticules idéales pour lutter contre les maladies infectieuses en font également une préoccupation pour la Federal Drug Administration des États-Unis.

En raison de leur taille, les nanoparticules sont envahissantes (trop envahissantes, peut-être) pour s'infiltrer à travers d'autres parties du corps. Pour réduire ce risque, Le laboratoire de Webster s'est concentré sur l'utilisation d'oxyde de fer. Les particules de cette composition impliquent une chimie déjà naturelle pour notre corps et notre alimentation.

"Même si vous avez une infection virale, vous avez besoin de plus de fer, parce que vous pourriez être anémique selon la gravité de l'infection, " Webster dit. "Nous développons en fait ces nanoparticules à partir de produits chimiques qui peuvent aider votre santé."

Et, il dit, des nanoparticules à base de fer pourraient être dirigées avec des champs magnétiques pour cibler des organes spécifiques du corps, tels que les poumons et d'autres zones sensibles aux complications respiratoires après avoir contracté des infections virales. Cela aussi, Webster dit, est quelque chose que vous ne pourriez pas faire avec une nouvelle molécule synthétique.

"Vraiment, ce que tout cela signifie, c'est que nous devons juste faire des études pour montrer que ces nanoparticules de fer ne vont pas dans le cerveau ou les reins, " Webster dit, "que ces nanoparticules vont exactement où vous voulez qu'elles aillent au virus."