「Nanosponges」はコロナウイルスの患者を治療するのに役立ちますか?

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この図では、ヒト細胞膜でコーティングされたnanospongeは、ウイルスが細胞に入るのを防ぐためにおとりとして機能します

この図では、ヒト細胞膜で被覆されたナノスポンジは、aを防止するためのおとりとして作用する。.. 細胞に侵入したウイルス

は、Nano Letters2020、DOI10.1021/acsから適応されています。ナノレット0c02278

昨日、英国から安価で広く入手可能なステロイドデキサメタゾンが挿管されているコロナウイルス患者および酸素を必要とする患者の死亡を有意に減少させたというニュースがあり、抗ウイルス性レムデシビルが回復までの時間を短縮したという先月の発表された証拠に続いて、生存可能なワクチンの承認前に生存を改善する画期的な薬物またはアプローチの探索は幻想的なままである。

これにウイルスが変異する可能性を追加する—すでに複数の株を持つ—新しいアプローチの探索が理想的であろう。

現在、UCサンディエゴの研究者は、Covid—19の原因となるウイルスであるSARS-CoV-2の患者を治療するための有望な技術である「nanosponges」を使用して感染症を治療す

彼らの目的は、細胞膜で被覆され、人間の髪の毛の幅の1000倍小さい生分解性ポリマーであるナノスポンジをおとりとして使用し、最終的にコロナウ

彼らの研究は本日、Nano Letters誌に掲載されました。

ウイルス自体を標的にして阻止しようとする抗ウイルス薬とは対照的に、ナノスポンジは細胞を遮蔽するおとりとして作用し、ウイルスに感染させることはできない。 ウイルスはその後、ナノスポンジと結合し、それを無効にします。

ナノスポンジを使用するための理論的根拠

これは、それが動作する方法です:研究者は、生分解性ポリマーであり、人間の細胞を模倣した膜やカバーでそれらをカバーする小さなナノスポンジを作成しました。 このようにして、ウイルスまたは毒素さえも、それらの表面との結合に関心があるであろう。 増殖し、感染を広げることができる体内の細胞に感染するウイルスとは対照的に、ウイルスは増殖することができないnanospongesに感染するようにだまされ、ウ

現在のSARS-CoV-2研究の重要な側面は、Sars-CoV-2のスパイクタンパク質と、それがヒト細胞に付着し、侵入し、感染することを可能にする2つの重要な受容

“伝統的に、感染症の薬剤開発者は、ドラッグ可能な標的を見つけるために病原体の詳細に深く潜ります。 私たちのアプローチは異なります。 標的細胞が何であるかを知る必要があるだけです。 そして、我々はバイオミメティックおとりを作成することにより、ターゲットを保護することを目指して、”Liangfangチャン、博士、研究の主任著者、教授、ナノ工学の部門、

過去10年間にナノスポンジの研究を行ってきた張は、コロナウイルスのパンデミックが加速し始めたとき、彼の技術はSARS-CoV-2を標的とする可能性があ

張は、ヒト肺細胞の膜とマクロファージとして知られる特殊な白血球を用いて、それぞれACE2とCD147受容体でコーティングされ、SARS-CoV-2ウイルスに感染した2種類のナノスポンジを設計することに成功した。 彼らは、細胞培養中の正常細胞からSARS-CoV-2を誘引するために、ウイルスの天然標的(ACE2およびCD147)を用いたナノ粒子デコイの開発に成功しました。

彼らの結果は非常に有望であった:ナノスポンジは細胞培養において非常に効果的であることが示され、ウイルスの感染性を最大90%低下させた。 これらの結果は、ライブSARS-CoV-2ウイルスを使用してボストン大学の国立新興感染症研究所(NEIDL)と共同で達成されました。

さらに、Covid—19(または他のウイルス感染)に対する炎症反応に関与する主要な白血球であるマクロファージの膜で覆われたナノスポンジを用いたZhangのアプローチは、”サイトカインストーム”を有する炎症性サイトカインに結合することもできる可能性がある。

“私たちのアプローチのもう一つの興味深い側面は、SARS-CoV-2が変異しても、ウイルスが模倣している細胞に侵入できる限り、私たちのnanospongeアプローチはまだ 私はこれが現在開発されているワクチンや治療薬のいくつかについて言えるかどうかはわかりません”とZhang氏は付け加えました。

これを超えて、Zhangは、nanospongesがあらゆる種類のウイルス、特に新しいコロナウイルス、または別のパンデミックの原因となる可能性のあるウイルスに対

Zhang氏は、典型的な治療には「数兆のスポンジ―膨大な数だが少量」の注入が含まれる可能性があると予測しているが、正確な投与量は動物とヒトの試験に これは、健康な細胞からウイルスを引き寄せるか、そらすことができる兆以上の小さなナノスポンジで肺を露出させるでしょう。 ウイルスがnanospongeと結合すると、”それはその生存率を失い、もはや感染性ではなく、私たち自身の免疫細胞によって取り込まれ、消化される”とZhangは説明した。

ナノスポンジを予防的に、あるいは曝露後の治療として使用する役割は、Zhangにとって魅力的です。 “私はnanospongesがsars-Cov-2のための予防的な方法そして処置のポストの露出で使用することができることを考えます。 患者がsars-CoV-2に感染すると、ウイルスが肺などの体内に残っている限り、ナノスポンジはウイルスを結合して中和し、臨床的改善を誘導することができる。「

Zhangのチームはすでにマウスでいくつかの予備的安全性試験を実施しているが、動物モデルでのより大規模な試験はすぐに続くだろう。 Zhang氏によると、近い将来、人間の試験も計画されています。

ナノスポンジへの応用

10年以上前、Zhang’sはUc San Diegoの彼の研究室で最初の膜クロークナノ粒子を作成しました。 彼と彼のチームが開発した最初のナノスポンジは、細菌性肺炎を治療することを目標に、赤血球膜の断片で覆われていました。 これらのスポンジは現在、Changが共同設立したSan DiegoのスタートアップであるCellics Therapeuticsによる前臨床試験の段階を完了しました。 同社は現在、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)肺炎の患者を治療するために赤血球(RBC)ナノスポンジを使用してFDAに治験新薬(IND)申請を提出する過程にあ Cellicsは、プレスリリースによると、来年患者の治療を開始すると推定しています。

Uc San DiegoのZhangのチームはまた、nanospongesが創傷部位への薬物の標的送達を達成し、敗血症に関連する機構である細菌毒素を結合し、ヒトT細胞に感染する前にHIVウイルス粒子を結合することができることを実証した。

張は、ナノスポンジ構造は同じ基本原理に基づいていると説明している。 それは、赤血球、または免疫T細胞または血小板細胞として偽装される可能性があるように、特定のタイプの細胞膜で被覆された生分解性のFDA承認 コーティングまたはクローキングは、免疫系が粒子を危険な侵略者として発見して攻撃するのを防ぎます。

「細胞膜の断片を有効成分と考えています。 これは、医薬品開発を見る別の方法です」とZhang氏は述べました。 「COVID-19のために、私は他のチームができるだけ早く安全で効果的な治療法とワクチンを思い付くことを願っています。 同時に、私たちは世界が私たちを頼りにしているかのように働いて計画しています。”

張氏は、SARS-CoV-2に関する彼の現在の研究の特に関連する側面は、”細胞ナノスポンジはウイルスの変異や新しいウイルス種に潜在的に不可知論的であ

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