Combattere il virus con le alghe

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Il biologo Scott Edmundson

Il biologo Scott Edmundson studia le alghe presso il Marine and Coastal Research Laboratory del PNNL a Sequim, Washington. Foto di Andrea Starr, laboratorio nazionale del Pacifico nord-occidentale

di Rebecca Orton, PNNL

Wuando la pandemia di coronavirus ha messo il mondo in subbuglio l'anno scorso, un gruppo di ricercatori di bioenergia a Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) ha visto un modo non convenzionale di combattere il virus: le alghe.

"Il vantaggio non realizzato delle alghe è la loro pura diversità biologica", ha affermato Michael Huesemann, ricercatore senior di bioenergia e ricercatore principale per il progetto DISCOVR, un consorzio di laboratori nazionali del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti per promuovere lo sviluppo di biocarburanti algali. "Quando le persone hanno iniziato a cercare seriamente terapie per combattere la pandemia, ci siamo resi conto che c'era un'opportunità per capire di più sulle proprietà antivirali complessive delle alghe".

Quello che seguì fu un tuffo profondo nella letteratura che collegava le alghe e gli antivirali fin dal 1956. Per dare un senso ai dati, Daman Reynolds, stagista del PNNL Science Undergraduate Laboratory Internships, ha ordinato gli studi lungo la linea temporale che un virus segue quando provoca un'infezione. Mentre lo faceva, è diventato evidente che i composti nelle alghe dimostrano un potenziale eccezionale - e completamente non sfruttato - per combattere le malattie virali.

"La stragrande maggioranza dei composti di alghe è nelle prime fasi della ricerca", ha affermato Reynolds. “Alcuni composti sono in vari gradi di studi clinici e alcuni sono commercializzati in Europa come spray nasali per proteggere il sistema respiratorio dal comune raffreddore. Ce n'erano alcuni che sono stati citati solo una volta, quindi la cosa eccitante è che potrebbero esserci migliaia di altri composti in grado di combattere virus di cui non siamo ancora a conoscenza".

Prevenzione lungo il percorso

Il coronavirus entra attraverso la bocca o il naso nel sistema respiratorio, ma altri virus si diffondono attraverso il contatto pelle a pelle o per via endovenosa. La revisione della letteratura del signor Reynolds ha trovato una serie di composti derivati ​​dalle alghe che possono fungere da guardiani alle porte di potenziali vie di infezione virale. È stato dimostrato che alcuni composti forniscono una sorta di rivestimento protettivo per impedire al virus di entrare nel corpo.

Ma se, per caso, un virus entra in un ospite, è stato dimostrato in laboratorio che i composti derivati ​​dalle alghe inattivano o degradano i virus.
Diversi studi preliminari di laboratorio hanno anche dimostrato che i prodotti algali impediscono ai virus di aderire ai recettori cellulari per rendere più difficile l'ingresso o l'infezione di un virus in una cellula ospite.

Alcune ricerche di laboratorio hanno anche mostrato che i composti delle alghe hanno reso più difficile per il virus hackerare il macchinario interno della cellula e iniziare a replicarsi. Inoltre, è stato dimostrato che i composti nelle alghe agiscono come barriere che intrappolano i virus replicati, in modo che non vengano rilasciati nel corpo per diffondersi ulteriormente. E i composti derivati ​​dalle alghe possono aumentare la risposta immunitaria naturale del corpo all'infezione virale, sia prima che dopo l'esposizione.

Possibili contributi a biocarburanti a prezzi accessibili

Il biologo Scott Edmundson, che ha studiato la coltivazione di alghe fotosintetiche per la generazione di bioprodotti per più di 15 anni, suggerisce che se gli antivirali derivati ​​dalle alghe si mostrano promettenti negli studi clinici, la loro estrazione potrebbe aiutare a rendere i biocarburanti più fattibili dal punto di vista economico.

“Abbiamo dimostrato che è tecnicamente fattibile da realizzare combustibili avanzati da alghe cresciuto grazie al sole e alla CO2 dell'atmosfera", ha detto. "Fare funzionare il processo in modo economico è il passo successivo".

Un composto terapeutico che potrebbe essere estratto prima che le alghe vengano lavorate per il biocarburante sarebbe un passo in quella direzione.

Il finanziamento per la ricerca è venuto in parte dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, dall'Ufficio delle scienze, dall'Ufficio per lo sviluppo della forza lavoro per insegnanti e scienziati nell'ambito del programma Science Undergraduate Laboratory Internships ed è solo una parte della scienza PNNL si sta sviluppando per combattere la pandemia di coronavirus. Il documento è stato reso disponibile nel Numero di luglio 2021 di Algal Research.

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