Nano-argiles : une défense nano-immunitaire prometteuse contre la COVID-19

Résumé

Malgré de nombreux efforts, le développement d'un vaccin efficace contre la COVID-19 pourrait prendre beaucoup de temps. La médecine traditionnelle ou naturelle, déjà expérimentée par l'homme, pourrait offrir une solution plus rapide. Forts de leur expérience dans l'utilisation des nano-argiles comme matériaux à haute affinité pour la métastase cancéreuse, le traitement du mélanome et la régénération osseuse, les auteurs proposent d'employer ces nano-argiles pour la prévention et le traitement de la COVID-19. Grâce à leur forte affinité, les nano-argiles captureraient les virus avant qu'ils ne se lient au récepteur humain hACE2. Dans cette étude, des simulations et modélisations au niveau moléculaire de l'interaction entre la protéine de pointe du coronavirus et le récepteur hACE2 ont été réalisées, avec et sans nano-argiles. Les résultats montrent une affinité et une cohésion très élevées entre la protéine de pointe du SARS-CoV-2 et les nano-argiles, bien supérieures à celles observées entre la protéine de pointe et le hACE2. Les auteurs émettent l'hypothèse que ces nano-argiles, déjà utilisées comme vecteurs de médicaments, pourraient également être injectées comme « médicament à base d'argile seule ». Des recommandations pour de futures études in vitro et in vivo sont également fournies.

Contexte

L'émergence soudaine et la propagation rapide du nouveau coronavirus, le SARS-CoV-2, ont gravement affecté la santé et la vie humaines, ainsi que l'économie mondiale. La protéine de pointe S du SARS-CoV-2 se lie avec une forte affinité à l'enzyme de conversion de l'angiotensine 2 humaine (hACE2) et l'utilise comme récepteur d'entrée pour envahir les cellules cibles (Figure 1a, b) [1]. La protéine de pointe de surface du virus médie l'entrée du coronavirus dans les cellules hôtes. La protéine de pointe du SARS-CoV-2 contient un domaine de liaison au récepteur (RBD) qui reconnaît spécifiquement le hACE2 comme récepteur [2, 3]. La surface du hACE2 comporte deux points chauds de liaison au virus, essentiels pour la liaison de la protéine S du SARS-CoV-2. Plusieurs mutations naturellement sélectionnées dans le RBD du SARS-CoV-2 entourent ces points chauds et régulent l'infectivité, la pathogénèse, ainsi que les transmissions interespèces et interhumaines du SARS-CoV-2 [2, 4, 5].

Actuellement, il n'existe ni vaccins ni médicaments cliniquement approuvés ciblant spécifiquement le SARS-CoV-2. Suivant le protocole réel de développement d'un vaccin, il pourrait s'écouler beaucoup de temps avant d'obtenir un vaccin efficace. Un grand intérêt porte sur le développement d'anticorps thérapeutiques contre le SARS-CoV-2. Malgré de nombreux efforts, ces anticorps n'ont pas encore été découverts [6], sauf dans quelques essais [7]. Un essai a montré une neutralisation puissante du SARS-CoV-2 par liaison au RBD de sa glycoprotéine S [8]. Dans cet essai [8], des cocktails d'anticorps, c'est-à-dire un mélange d'anticorps différents, sont recommandés en raison de leur effet de neutralisation accru sur le SARS-CoV-2. Cependant, l'utilisation d'anticorps provenant de patients convalescents du SARS-CoV pour traiter l'infection par le SARS-CoV a montré des réactions indésirables chez les patients, telles que l'amplification dépendante des anticorps (ADE), provoquant une infectivité virale accrue et d'autres réponses immunitaires nocives [7]. De plus, sur la base de l'expérience avec les efforts de développement de vaccins contre le SARS-CoV et le MERS, les chances de concrétisation des efforts actuels pour le SARS-CoV-2 semblent minces. Par conséquent, les médicaments naturels ou traditionnels ayant une histoire de consommation ou d'ingestion sans danger par l'homme pourraient être envisagés comme une option de traitement pour le SARS-CoV-2. Étant un matériau naturel avec un historique d'utilisation et de consommation humaine, les auteurs suggèrent d'utiliser des « nano-argiles hautement chargées » comme bloqueurs du coronavirus et inhibiteurs de l'entrée médiate par la protéine de pointe dans les cellules humaines.

Les nano-argiles, matériaux naturels de taille nanométrique issus de minéraux de roches sédimentaires, présentent une très forte affinité pour les bactéries et les virus [9]. En raison de substitutions isomorphes dans leur structure moléculaire, ces nano-argiles présentent une déficience de charge sur leurs surfaces. Cette déficience de charge est neutralisée par les molécules d'eau et les cations dissous (Figure 2). La structure chargée et la grande surface spécifique des nanoparticules d'argile leur confèrent une affinité pour les entités chargées, comme celles présentes à la surface des bactéries et sur les toxines bactériennes. Leurs propriétés biomédicales distinctes incluent une forte absorption, la capacité d'englober les microbes et l'absence de toxicité. Chaque minéral d'argile électriquement actif possède sa morphologie, ses caractéristiques et son comportement d'interaction propres. L'application biomédicale la plus étudiée des nano-argiles concerne leur rôle de vecteurs et de complexes pour des médicaments anticancéreux tels que le 5-fluorouracile et le trastuzumab [11-17]. Elles constituent donc une médecine alternative potentielle pour plusieurs maladies [18-22]. Les nanoparticules d'argile, en raison de leur nature adhésive, ont également été utilisées comme vecteurs pour des médicaments à libération prolongée [15, 23]. Les nano-argiles ont également été utilisées avec succès pour adsorber et traiter le rotavirus bovin et le coronavirus bovin [24]. Des chercheurs [25] ont intercalé le méthotrexate (MTX), un agent anticancéreux, dans une argile anionique pour créer un nanohybride médicament-argile. Ils ont utilisé la co-précipitation et une méthodologie hydrothermale ultérieure pour préparer ce nanohybride bidimensionnel chimiquement, structuralement et morphologiquement bien défini. D'autres chercheurs [26] ont découvert que, grâce à leur biocompatibilité et leur forte capacité de charge, les nano-argiles de bentonite pouvaient être utilisées pour préparer des vecteurs d'administration de médicaments. Dans cette étude, ils ont préparé un complexe doxorubicine-bentonite (DOX-Bent) pour former un système d'administration de médicament à libération prolongée pour la chimiothérapie intratumorale du mélanome. Comme l'argile montmorillonite est récemment étudiée comme additif et matériau vecteur de médicaments, ces nanocomposites d'argile trouvent leur utilisation sous diverses formes de dosage, principalement pour la libération contrôlée du médicament [27]. Des chercheurs [28] ont également découvert que les nano-argiles peuvent être intégrées dans de récents systèmes d'administration de médicaments à double fonction (DDS) pour améliorer l'efficacité de l'administration du médicament et réduire la toxicité de la doxorubicine (DOX) utilisée pour le traitement du cancer de la thyroïde. En utilisant une bibliothèque de 12 dendrimères amphiphiles Janus monotype photodéclivables, des chercheurs [29] ont développé une plateforme de vésicules dendrimèresomes auto-assemblées et sensibles à la lumière. Similairement aux nano-argiles, des nano-vésicules organiques biomimétiques de virus modifiées en surface, issues de (glyco)dendrimèresomes, présentent des modifications structurales qui contribuent à manifester les interactions moléculaires pathogènes du SARS-CoV-2 et de l'hôte, aidant le virus à échapper au système immunitaire humain [30].

Grâce à des recherches antérieures considérables, les auteurs ont développé la caractérisation de base et la modélisation du comportement des minéraux d'argile chargés [31-33], ainsi que leurs applications dans le contrôle de la métastase cancéreuse [10], des études in vitro et in vivo sur le traitement du mélanome [34], et des études sur le dépôt de calcium et la régénération osseuse [35]. Dans une étude antérieure des auteurs [35], il a été démontré que les nanoparticules d'argile avaient une forte affinité pour les surfaces chargées. La forte affinité d'attraction des nano-argiles et l'attraction d'adhésion non spécifique accrue des cellules cancéreuses font des nano-argiles des candidates favorables pour contrôler la métastase cancéreuse. Dans cette étude, les auteurs ont démontré l'utilisation possible de deux minéraux d'argile chargés pour contrôler la métastase des cellules cancéreuses : la Na-montmorillonite (SWy-3) et la palygorskite (PFl-l). En plus des résultats de la recherche précédente des auteurs [35] sur l'utilisation de ces nano-argiles pour le contrôle de la métastase cancéreuse, les auteurs ont également établi, par des études in vitro et in vivo, que ces nano-argiles ont des effets inhibiteurs sur les cellules cancéreuses du mélanome, principalement sur la prolifération et la viabilité cellulaire [34]. Dans ces études précédentes, en plus des expériences en laboratoire, des simulations au niveau moléculaire ont également été réalisées sur les interactions nano-argiles-cellules. Ces simulations ont permis d'évaluer le niveau relatif de cohésion/affinité dans les interactions avec et sans nanoparticules d'argile.

Sur la base de toute l'expérience ci-dessus des auteurs sur le potentiel d'affinité élevée des nano-argiles, ils proposent que les nano-argiles pourraient être mimées comme des anticorps et ainsi attirer et engloutir les coronavirus avant qu'ils ne s'engagent avec le hACE2 humain. Cet article est une première étape vers l'établissement de cette perception par une approche de simulation et de modélisation au niveau moléculaire. Sur la base des résultats des simulations moléculaires, un aperçu des recommandations pour les prochaines phases de recherche in vitro et in vivo est également fourni. Comme ces nano-argiles sont également utilisées avec succès comme vecteurs de médicaments, les auteurs émettent l'hypothèse qu'elles peuvent également être injectées ou ingérées comme « médicament à base d'argile seule », et proposent ainsi une méthodologie d'administration tentative des nano-argiles à cette fin.

Matériaux — Molécules

Sélection et formulation du SARS-CoV-2 et du hACE2

Les molécules de la protéine de pointe S du SARS-CoV-2 et du hACE2 ont été obtenues à partir du site web de la banque de données sur les protéines RCSB [36-38]. Les modèles moléculaires de la protéine de pointe S du SARS-CoV-2 et du hACE2 formulés dans le logiciel Materials Studio [39] sont respectivement présentés en Figure 3a, b. Avant d'être soumis aux simulations, ces molécules ont été chargées en utilisant la méthode d'équilibration de charge QEq du logiciel.

Sélection et formulation du cristallite de nano-argile

La Na-montmorillonite, l'un des membres les plus actifs du groupe des minéraux d'argile smectite, a été sélectionnée pour l'étude. La Na-montmorillonite est un phyllosilicate argileux smectite à structure feuilletée (Figure 2). Sous forme colloïdale, l'espace entre les couches voisines peut contenir des cations sodium, calcium ou magnésium libres, attirés électrostatiquement par les surfaces externes chargées négativement [40]. À l'état de poudre sèche, la Na-montmorillonite existe sous forme de flocons/feuilles équidimensionnels d'environ 0,5 × 0,5 × 0,001 micron (Figure 2a). Ces charges négatives sur leurs surfaces interfoliaires sont équilibrées par les cations. En tant que colloïdes, les cations interfoliaires se dissocient des particules d'argile et s'associent à d'autres surfaces chargées négativement. Ces particules possèdent également des bords chargés positivement en raison de la présence de liaisons brisées à leurs extrémités. La morphologie et d'autres caractéristiques de ces nano-argiles sont fournies dans le Tableau 1, tandis que la formulation de leurs cristallites dans le logiciel Materials Studio est expliquée ci-dessous.

Dans le logiciel, les cristallites de Na-montmorillonite ont été formulés sur la base de propriétés fondamentales telles que la CEC, les cations échangeables et les charges interfoliaires (Tableau 1). La taille du cristallite moléculaire a été choisie en fonction des résultats de l'analyse de la taille des particules par la technique de diffusion dynamique de la lumière (DLS) [10]. La forme finale du cristallite d'argile créée dans le logiciel est montrée en Figure 3c. Après la préparation de ces cristallites en mode conception du logiciel en utilisant les propriétés inhérentes, ils ont été chargés en utilisant la méthode d'équilibration de charge QEq du logiciel.

Méthodes — Simulations au niveau moléculaire

Cette partie de l'étude consistait en la simulation et l'évaluation des interactions de la protéine de pointe S du SARS-CoV-2 avec les cristallites d'argile et avec le hACE2. Bien que ces modèles ne soient pas une réplication complète des conditions in vitro réelles, ils intègrent toutes les interactions essentielles et sont bien adaptés à l'étude comparative et relative visée.

Dans le logiciel, la sorption et les simulations des configurations formulées de la protéine de pointe S du SARS-CoV-2, des cristallites de Na-montmorillonite et du hACE2 ont été réalisées en utilisant les techniques de Monte Carlo (MC) et de mécanique moléculaire (MM). L'amélioration de l'affinité dans toutes les configurations simulées a été évaluée en termes de densité d'énergie cohésive (DEC) calculée — la DEC étant considérée comme une mesure de la cohésion du système moléculaire. En raison des calculs de grande taille impliqués dans les simulations, ces calculs ont été effectués à l'aide des installations de calcul haute performance (HPC) de KFUPM, en Arabie saoudite. La méthodologie globale et le choix des méthodes et paramètres de simulation particuliers étaient basés sur les recherches antérieures des auteurs [41-47], et sont détaillés dans la section suivante.

Interactions de la protéine de pointe (S) du SARS-CoV-2 avec le hACE2 et les cristallites d'argile

Pour simuler l'interaction de la protéine de pointe S du SARS-CoV-2 avec les cristallites d'argile, divers nombres de cristallites de Na-montmorillonite ont été adsorbés sur le modèle de la protéine de pointe S. Pour ces simulations de sorption, la méthode de Monte Carlo de Metropolis a été sélectionnée dans le module Sorption du logiciel. À chaque étape de sorption, les cristallites d'argile occupent les espaces autour du modèle de la protéine de pointe S pour abaisser l'énergie globale du complexe. Le nombre requis de cristallites a été adsorbé en un maximum de 25 000 étapes, puis l'énergie du système a été minimisée en utilisant le module Forcite du logiciel basé sur les principes de la dynamique moléculaire (DM). Le même processus de sorption a été répété pour la modélisation de l'interaction de la molécule de pointe du SARS-CoV-2 avec le hACE2. Dans ce processus, des molécules de hACE2 ont été adsorbées autour du RBD de la protéine de pointe S du SARS-CoV-2. Après l'achèvement du processus de sorption, l'énergie de la formulation a été minimisée en utilisant le module basé sur la DM du logiciel.

Le module Forcite du logiciel incorporant l'ensemble NPT (nombre constant de particules, pression et température) a été utilisé pour les simulations DM avec un champ de force universel modifié [41]. Les simulations ont été exécutées pendant 5 à 30 ps avec un intervalle de 0,5 fs ou jusqu'à l'obtention d'un volume constant. Un thermostat de Berendsen avec une constante de décroissance de 0,1 ps a été utilisé pour contrôler la température pendant la simulation. Au cours des simulations DM, la température supposée a été maintenue constante à 310 K (37 °C) sous une pression atmosphérique (100 kPa). Un barostat de Berendsen avec une constante de décroissance de 0,1 ps a été utilisé pour contrôler la pression du système. La méthodologie de Berendsen a été considérée comme la plus appropriée pour les cristallites uniques après plusieurs essais impliquant d'autres thermostats et barostats disponibles dans le logiciel. Dans la méthode de Monte Carlo, les paramètres pour les rapports d'échange, de conformation, de rotation, de translation et de régénération ont été sélectionnés comme 0,39, 0,2, 0,2, 0,2 et 0,2 respectivement, avec les probabilités correspondantes de 0,39, 0,2, 0,2, 0,2 et 0,2. Les amplitudes adaptées pour la rotation et la translation étaient de 5° et 1 Å, respectivement.

Mesure de la densité d'énergie cohésive (DEC)

Dans cette étude, l'évaluation du niveau d'affinité/liaison dans les complexes SARS-CoV-2-cristallites d'argile et SARS-CoV-2-hACE2 a été mesurée à travers les changements dans la DEC. Après la sorption des cristallites d'argile et la réalisation subséquente de la dynamique moléculaire de chacune des configurations, la DEC a été déterminée en utilisant l'option de densité d'énergie cohésive du module Forcite du logiciel. Les auteurs ont expérimenté que le concept de DEC, consistant en la DEC totale, de van der Waals et électrostatique, peut expliquer de très près les divers processus et interactions au niveau moléculaire et simuler l'étendue de l'affinité/liaison créée parmi les complexes simulés [41-47]. Quantitativement, la DEC est définie comme la quantité d'énergie nécessaire pour la transition de 1 mol de matériau de la phase liquide à la phase gazeuse. C'est aussi une mesure de l'affinité/attraction mutuelle des molécules et elle est exprimée à la fois comme forces électrostatiques et de van der Waals, moyennées sur un ensemble NPT.

Dans le module Forcite, les énergies de van der Waals ont été évaluées en utilisant des coupures basées sur les atomes. Dans cette méthode, les interactions non liantes sont simplement calculées jusqu'à une distance de coupure, et les interactions au-delà de cette distance sont ignorées. Pour éviter les discontinuités causées par les coupures directes, la plupart des simulations utilisent une fonction de commutation pour éteindre les interactions non liantes sur une gamme de distances en douceur. Un potentiel efficace est créé en multipliant le potentiel réel par la fonction de lissage. Le choix de la fonction dans la gamme intermédiaire est crucial et doit être continûment différentiable dans cette région pour que les forces puissent être calculées. Dans cette étude, une fonction de lissage par spline cubique a été utilisée avec une largeur de spline de 1 Å et une distance de coupure de 12,5 Å.

Résultats et discussions

La configuration finale du complexe protéine de pointe S du SARS-CoV-2 - hACE2 est montrée en Figure 4a, tandis que les complexes entre la protéine de pointe du SARS-CoV-2 et différents nombres de cristallites de Na-montmorillonite sont respectivement présentés en Figure 4b, c. À des fins de comparaison, les DEC totales de diverses proportions/nombres de cristallites d'argile sur la protéine de pointe du SARS-CoV-2 et l'interaction de cette dernière avec le hACE2 sont tracées en Figure 5.

Sur la base de leur expérience, les auteurs ont émis l'hypothèse que les nano-argiles, en raison de leurs propriétés adhésives élevées, pourraient également agir comme inhibiteurs du SARS-CoV-2. Elles peuvent le faire en s'associant fortement avec la protéine de pointe S présente sur le SARS-CoV-2. Les résultats obtenus des simulations moléculaires des interactions indiquent qu'en raison de la DEC très élevée entre le SARS-CoV-2 et les nano-argiles par rapport à celle entre le SARS-CoV-2 et le hACE2 (Figure 5), elles pourraient inhiber le SARS-CoV-2 de s'engager avec le hACE2. De plus, on peut conclure de la Figure 5 que l'étendue de l'inhibition due aux nano-argiles augmente de manière dépendante de la quantité (dosage).

Interactions des nano-argiles avec la protéine de pointe S du SARS-CoV-2

Dans leurs recherches antérieures, les auteurs ont démontré le rôle des nano-argiles dans la promotion de l'adhésion entre les cellules cancéreuses et leur microenvironnement, contrôlant ainsi la métastase [10]. Les mesures d'adhésion d'un mélange 75/25 de Na-montmorillonite et de palygorskite ont montré une augmentation de 100 % de l'adhésion entre les cellules cancéreuses et les protéines de la matrice extracellulaire (Figure 6a). Une image MEB correspondante des nano-argiles liant les cellules Raji et les protéines de fibronectine est montrée en Figure 6b. L'imagerie d'échantillon a été réalisée en mode MEB sur un FEI ESEM-FEG XL-30 à la Miller School of Medicine, Université de Miami, Floride. Les auteurs ont également découvert dans leurs recherches antérieures que les attractions électrostatiques, de van der Waals et de potentiel zêta (PZ) semblent dominer dans les processus d'adhésion [10]. Ils concluent que les mêmes mécanismes auraient également facilité la liaison des surfaces adhésives des nano-argiles à la pointe du SARS-CoV-2 (Figure 7). Le PZ est une mesure de la tendance à la dispersion ou à la floculation sous forme colloïdale, y compris les interactions avec les autres constituants présents dans le milieu de suspension. En règle générale, un potentiel zêta supérieur à 30 mV (positif ou négatif) indique une tendance à la dispersion, tandis qu'un potentiel zêta inférieur à 5 mV entraîne généralement une agglomération. Les tendances de dispersion PZ plus élevées des nanoparticules d'argile utilisées dans l'étude (-24 à -32 mV) conduisent à une plus grande tendance à la dispersion et donc à la génération d'une surface spécifique plus élevée amplifiant les interactions avec la protéine de pointe du SARS-CoV-2. Bien que, sur la base de leur PZ, les nanoparticules de Na-montmorillonite aient une nature hydrophile, elles favorisent, en présence de sels, des mécanismes d'adhésion secondaires entre surfaces hydrophobes et hydrophiles [10]. Il convient également de noter que ces nanoparticules d'argile ont une forte tendance à la dispersion en raison de leur nature hydrophile et d'interactions acide-base (AB) répulsives relativement plus élevées (Tableau 1). Une dispersion élevée entraîne à son tour la génération d'une surface spécifique élevée pour augmenter les interactions attractives. Des surfaces spécifiques plus élevées favorisent des attractions plus importantes dues aux attractions de van der Waals et aux forces électrostatiques entre surfaces chargées opposément. De plus, bien que dans une moindre mesure, les bords chargés positivement des particules de Na-montmorillonite sont également attirés électriquement vers la protéine de pointe S.

Les résultats des simulations moléculaires pour l'interaction de la protéine de pointe S du SARS-CoV-2 avec les cristallites d'argile (Figure 5) confirment également les comportements d'interaction ci-dessus. Il a été observé que la sorption des nanoparticules d'argile entraîne la formation de champs d'attraction de van der Waals fortement interactifs. Ces champs d'attraction de van der Waals créent une DEC plus élevée de la configuration argile/SARS-CoV-2. L'augmentation substantielle de la DEC totale après l'ajout de cristallites d'argile (Figure 5) témoigne également d'une affinité très élevée du SARS-CoV-2 avec ces particules par rapport à l'affinité de ce dernier avec le hACE2.

Nano-argiles comme pseudo-anticorps

Sur la base de toutes les recherches actuelles et passées des auteurs, établissant le potentiel d'affinité élevée des nano-argiles, les auteurs émettent l'hypothèse que les nano-argiles pourraient être mimées comme des anticorps et ainsi attirer et engloutir les coronavirus avant qu'ils ne s'engagent avec le hACE2 humain. Les anticorps sont des glycoprotéines synthétisées par les cellules plasmatiques dans le cadre de la réponse immunitaire adaptative pour aider à l'élimination de l'infection du corps. Les anticorps aident à l'élimination de l'infection de multiples façons, telles que l'opsonisation des pathogènes pour faciliter la phagocytose, l'activation du système du complément, l'agglutination des microbes et la neutralisation des virus et des toxines. Lorsqu'ils sont liés aux protéines de surface virales, les anticorps empêchent l'entrée des virus dans la cellule en empêchant l'attachement des virus à leur récepteur cible sur la cellule. La liaison des anticorps peut se produire à différents sites sur la protéine de surface, entraînant divers mécanismes qui causent le même effet. Dans le cas du SARS-CoV-2, deux mécanismes de neutralisation virale par anticorps ont été observés [1, 48] et montrés en Figure 1c, d. L'un des mécanismes implique la liaison directe des anticorps au site d'attache du RBD du SARS-CoV-2, résultant en une compétition de l'anticorps avec le récepteur cible hACE2. Un autre mécanisme implique la liaison des anticorps à d'autres sites sur le RBD sans aucune compétition avec le récepteur cible. Ce dernier est montré comme étant impliqué dans la neutralisation par l'anticorps monoclonal (AcM) le plus puissant découvert dans l'étude [1, 48]. Analoguellement à l'interaction des anticorps avec le RBD du SARS-CoV-2, inhibant ce dernier à s'engager avec le hACE2, un modèle moléculaire similaire est préparé pour les nano-argiles aboutissant à une inhibition similaire des coronavirus et montrée en Figure 8. En raison de leur très forte affinité, les nano-argiles seraient attirées vers les pointes du SARS-CoV-2 et ainsi restreindraient l'engagement des RBD de ces pointes avec le hACE2.

Méthodologie d'administration proposée des nano-argiles

L'utilisation de l'argile comme vecteur de médicaments a été testée à maintes reprises, donnant des résultats prometteurs de cytotoxicité faible à nulle pour les cellules du corps humain. Le minéral d'argile kaolinite a été testé pour une utilisation dans un système potentiel d'administration de médicaments et a montré une biocompatibilité élevée et une cytotoxicité très faible [11]. La cytotoxicité in vitro des nanoparticules de poly(d,l-lactide-co-glycolide)/montmorillonite a également été démontrée comme négligeable [14]. Les nanocomposites palygorskite-polyéthylèneimine-fluorescéine isothiocyanate ont également présenté une cytotoxicité quasi nulle in vitro [13]. Les auteurs ont également expérimenté l'injection sous-cutanée de nano-argiles pour le traitement du mélanome lors d'études in vivo [34]. Sur la base de l'utilisation de l'argile comme vecteur de médicament anticancéreux et dans d'autres médicaments à libération prolongée [25-28], les auteurs proposent que les nano-argiles puissent être injectées comme « médicament à base d'argile seule », sous réserve de vérification in vivo et d'essais cliniques.

Bien que les nano-argiles ne soient pas biodégradables, une compréhension complète de la conception de nanoparticules inorganiques similaires avec leur performance métabolique dans le corps réalisée dans l'étude [49] pourrait également classer ces nano-argiles comme agents inorganiques éliminables par le corps humain.

Conclusions et recommandations

Sur la base de toutes les recherches actuelles et passées des auteurs, établissant le potentiel d'affinité élevée des nano-argiles, celles-ci pourraient être mimées comme des anticorps et ainsi attirer et engloutir les coronavirus avant qu'ils ne s'engagent avec le hACE2 humain.

Les résultats des simulations moléculaires pour l'interaction de la protéine de pointe S du SARS-CoV-2 avec les cristallites d'argile entraînent la formation de champs d'attraction de van der Waals fortement interactifs. Ces champs créent une DEC plus élevée de la configuration argile/SARS-CoV-2. L'augmentation substantielle de la DEC totale après l'ajout de cristallites d'argile témoigne également d'une affinité très élevée du SARS-CoV-2 avec ces particules par rapport à l'affinité de ce dernier avec le hACE2.

Les auteurs proposent de poursuivre la recherche en réalisant des études d'interaction in vitro entre le SARS-CoV-2 et différents pourcentages de nano-argiles. Sur la base de la dose optimale de nano-argile développée lors de la phase in vitro, ils suggèrent de réaliser des études in vivo sur des animaux. L'étude animale devrait être réalisée avec et sans nano-argile pour finaliser la dose de nano-argile et devrait jeter les bases des essais cliniques.

Disponibilité des données et du matériel

Toutes les données générées ou analysées au cours de cette étude sont incluses dans cet article publié.