Professor Volodymyr Zaitsev

Professor, D.Sc., PhD, Corr. Member Acad. of Sci. of Ukraine

Título do projeto:

Nanopartículas de carbono dopados com boro para terapia antiviral

Resumo:

Em geral, duas abordagens podem ser distinguidas na aplicação de nanomateriais contra as infecções virais. Uma abordagem considera um mecanismo externo que pode bloquear ou inativar os vírus. Esta forma envolve o uso de propriedades citotóxicas de nanopartículas, como a prata. A outra abordagem está relacionada à interação entre a superfície dos vírus e o nanomaterial. No primeiro caso, as nanopartículas podem não apresentar propriedades tóxicas. Portanto, a segunda maneira é muito mais aceitável. Novas nanopartículas de carbono estão sendo investigadas como materiais antivirais promissores de baixa citotoxicidade. O mecanismo de ação antiviral das nanopartículas de carbono é baseado na ligação do envelope viral. De acordo com nossos resultados, nanodiamantes modificados com ácido borônico (B-NDs) demonstram atividade antiviral contra o vírus da Hepatite-C (HCV), devido à inibição por ligação a espículas de glicoproteínas presentes na superfície do envelope do vírus (Khanal et al. 2013). Recentemente desenvolvemos o novo procedimento para a síntese de nanopontos de carbono (CNDs) com tamanho de 3-6 nm e pontos quânticos de óxido de grafeno (GOQDs) com tamanho 50-100 nm. As nanopartículas especificadas podem ser obtidas de materiais baratos e disponíveis no Brasil. Com base na literatura e em nossos estudos realizados e publicados, esperamos que a dopagem das nanopartículas mencionadas com derivados de ácido bórico aumente significativamente sua interação com as espículas de glicoproteínas de SARS-CoV-2 que pode levar à inativação do vírus. No projeto atual pretendemos utilizar a experiência já adquirida desenvolvendo e padronizando uma metodologia para obtenção de nanopartículas carbonáceas dopadas com derivados do ácido bórico (B-CNDs, B-GOQDs e B-NDs) para inibir a propagação do vírus que causa a COVID-19. Além disso, a baixa citotoxicidade das nanopartículas propostas permite sua aplicação para tratamento de equipamentos de proteção individual (EPI) e coletiva, incluindo máscaras faciais, a fim de aumentar suas propriedades protetoras.

Abstract:

In general, two approaches can be distinguished in the application of nanomaterials against viruses. One approach considers an external stimulus which can inactivate the viruses. This way involves the use of toxic properties of nanoparticles, such as silver. The other approach is related to the interaction between the surfaces of the viruses and the nanomaterial. In this case, nanoparticles may not have toxic properties. So, the second way is much more acceptable. New carbon nanoparticles are being investigated as promising low-toxicity materials with antiviral activity. The antiviral mechanism of action of carbon nanoparticles is based on binding to the virus spike glycoproteins. According to our results, nanodiamonds modified with boronic acid (B-NDs) demonstrate antiviral activity against Hepatitis-C virus due by attachment to glycoproteins on the surface of the viral envelope (Khanal et al. 2013). We have developed a new procedure for the synthesis of carbon nanodots (CNDs) with a size of 3-6 nm and graphene oxide quantum dots (GOQDs) with a size of 50-100 nm. The nanoparticles can be obtained from inexpensive materials available in Brazil. Based on previous studies we expect that doping the nanoparticles with boric acid derivatives significantly increases their interaction with the spike glycoproteins of SARS-CoV-2, which can lead to virus inactivation. In the current project we intend to use the experience gained and develop the methodology to obtain carbonaceous nanoparticles doped with boric acid derivatives (B-CNDs, B-GOQDs and B-NDs) to combat the spread of the COVID-19 virus. The low toxicity of the proposed nanoparticles allows its application for the treatment of personal protection equipment, including face masks, to increase their protective properties.

Laboratório de adsorventes para análise química, proteção de ambiente e biomedicina (LAQAPAB)
Departamento de Química, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio)
tel: +55 21 980551969,
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