18 октомври 2021
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Проектират се „нанокапани“ за улавяне и изчистване на коронавирус от тъкани

Намери и унищожи COVID-19

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 11 май 2021 в 00:00 34630
Изображение на сканиращ електронен микроскоп на нанокапан (в оранжево), улавящ симулиран вирус SARS-CoV-2 (точките в зелено). Учени от Чикагския университет създадоха тези наночастици като потенциално лечение за COVID-19. Кредит: Chen and Rosenberg et al.

Изследователи са проектирали напълно ново потенциално лечение за COVID-19: наночастици, които улавят вирусите на SARS-CoV-2 в тялото и след това използват собствената имунна система на организма, за да ги унищожат.

Тези „нанокапани“ привличат вируса, имитирайки целевите клетки, които вирусът инфектира. Когато вирусът се улави с нанокапаните, те след това изолират вируса от другите клетки и го насочват за унищожаване от имунната система.

На теория тези нанокапани могат да се използват и за новите варианти на вируса, което води до потенциален нов начин за потискане на вируса в бъдеще. Въпреки че терапията остава в ранните етапи на тестване, изследователите предвиждат, че тя може да се прилага чрез назален спрей като лечение на COVID-19.

Резултатите са публикувани наскоро в списание Matter.

„Откакто е започнала пандемията, нашият изследователски екип разработва този нов начин за лечение на COVID-19“, разказва проф. Дзюн Хуан (Jun Huang) от Медицинския факултет на от Университета на Чикаго, чиято лаборатория ръководи изследването. „Направихме строги тестове, за да докажем, че тези нанокапани работят и сме развълнувани от техния потенциал.“

Проектирането на перфектния капан

За да проектира нанокапана, изследователският екип - ръководен от докторант Мин Чен (Min Chen)  и аспирантката Джил Розенберг (Jill Rosenberg) - разглежда механизма, който SARS-CoV-2 използва за улавяне с клетките: шипоподобния протеин на повърхността си, който се свързва с рецепторния протеин АСЕ2 на човешката клетка.

За да създадат капан, който да се улаве с вируса по същия начин, те проектират наночастици с висока плътност на ACE2 протеини на повърхността си. По същия начин проектират други наночастици с неутрализиращи антитела върху повърхностите си. (Тези антитела се създават в организма, когато някой се зарази и са проектирани да се закачат за коронавируса по различни начини.

Нанокапан в действие - концепция на художник. Нанокапанът е показан с жълта сърцевина, в зелено е фосфолипидната обвивка и в червено са частиците, модифицирани свойства за улавяне на вирусите (показани в сиво, украсени с прочутия им протеинов шип в зелено). Кредит: Chen and Rosenberg et al.

Изработени от одобрени от американската Агенция по храните и лекарствата (FDA) полимери и фосфолипиди, наночастиците са с диаметър около 500 нанометра - много по-малки от клетката. Това означава, че нанокапаните могат да достигнат до повече области в организма и по-ефективно да улавят вируса.

След това, за да проверят дали малките частици изглеждат така, както очакват, използват електронните микроскопи на партньорската лаборатория на доц. проф. Божи Тиан (Bozhi Tian).

„От нашите изображения видяхме твърдо ядро ​​и липидна двуслойна обвивка. Това е съществената част, защото имитира клетката“, коментира Тиан, който е назначен в катедрата по химия.

Изследователите тестват безопасността на системата на моделни животни - мишки - и не откриват токсичност. След това тестват нанокапаните срещу псевдовирус - по-малко мощен модел на вирус, който не се репликира - в човешки белодробни клетки в плаки с тъканни култури и установяват, че те напълно блокират навлизането на вируса в клетките.

След като псевдовирусът се улавя с наночастицата - което при тестове отнема около 10 минути след инжектирането - наночастиците използват молекула, която привлича макрофагите на организма да погълнат и разградят нанокапаните. Макрофагите обикновено поглъщат наночастици, попаднали в организма, но молекулата на нанокапана ускорява процеса. Наночастиците са изчистени и разградени в рамките на 48 часа.

Изследователите също така тестват наночастиците с псевдовирус в система за перфузия на белите дробове ex vivo - двойка дарени дробове, които се поддържат живи с вентилатор - и установяват, че те напълно блокират инфекцията в белите дробове.

Учените също така си сътрудничат с изследователи от Националната лаборатория в Аргон, за да тестват нанокапаните с жив вирус (а не псевдовирус) в система in vitro, и установяват, че тяхната система потиска вируса 10 пъти по-добре от неутрализиращи антитела или разтворим ACE2, сочен като потенциална терапия за COVID-19.

Потенциално бъдеща терапия на COVID-19 и след това

След това изследователите се надяват да тестват допълнително системата, включително повече тестове с жив вирус и многобройните варианти на вируса.

„Защо е толкова мощен този нанокапан“, коментира Розенберг. „Лесно се модулира. Можем да изключим различни антитела или протеини, или да насочим различни имунни клетки въз основа на това, от което се нуждаем, с нови варианти".

Нанокапаните могат да се съхраняват в стандартен фризер и в крайна сметка могат да бъдат приложени чрез интраназален спрей, който ще ги постави директно в дихателната система и ще ги направи най-ефективни.

Нанокапаните могат да се съхраняват в стандартен фризер и в крайна сметка могат да се дадат чрез интраназален спрей.

Изследователите смятат, че е възможно също да служат като ваксина чрез оптимизиране на формулировката.

„Този ​​инженерен подход към наноматериалите осигурява гъвкава платформа за изчистване на вирусите и проправя пътя за проектиране на ваксини и терапевтици от следващо поколение“, коментира съавторът и студент Дзиуюн Шъ (Jiuyun Shi).

"Това е отправна точка", каза Хуан. „Искаме да направим нещо, за да помогнем на света.“

Справка: “Nanotraps for the containment and clearance of SARS-CoV-2” by Min Chen, Jillian Rosenberg, Xiaolei Cai, Andy Chao Hsuan Lee, Jiuyun Shi, Mindy Nguyen, Thirushan Wignakumar, Vikranth Mirle, Arianna Joy Edobor, John Fung, Jessica Scott Donington, Kumaran Shanmugarajah, Yiliang Lin, Eugene Chang, Glenn Randall, Pablo Penaloza-MacMaster, Bozhi Tian, Maria Lucia Madariaga and Jun Huang, 19 April 2021, Matter.

DOI: 10.1016/j.matt.2021.04.005

Източник: COVID Search and Destroy: Scientists Design “Nanotraps” to Catch and Clear Coronavirus From Tissue, Scitech daily


Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.