Kan ‘Nanosponges’ Hjælpe Med At Behandle Patienter Med Coronavirus?

author
6 minutes, 30 seconds Read
i denne illustration fungerer en nanosponge belagt med en human cellemembran som et lokkemiddel for at forhindre en virus i at komme ind i celler

i denne illustration, en nanosponge belagt med en human cellemembran fungerer som et lokkemiddel for at forhindre en … virus fra at komme ind i celler

tilpasset fra Nano Letters 2020, DOI10.1021/acs.nanolett.0c02278

med nyheder i går ud af Storbritannien om, at den billige og bredt tilgængelige steroid deksamethason signifikant reducerede dødsfald hos coronaviruspatienter, der er intuberet, og dem, der kræver ilt, efter offentliggjort bevis i sidste måned for, at den antivirale Remdesivir forkortede tiden til bedring, søgningen efter et gennembrudsmedicin eller tilgang, der forbedrer overlevelsen inden godkendelse af en levedygtig vaccine, forbliver illusiv.

Tilføj til dette potentialet for virussen til at mutere—allerede med flere stammer— søgningen efter en ny tilgang ville være ideel.

nu har forskere ved UC San Diego været banebrydende for en ny vej til behandling af infektioner ved hjælp af “nanosponges”—en teknologi, der kan holde løfte om behandling af patienter med SARS-CoV-2, den virus, der er ansvarlig for Covid-19.

deres mål er at bruge nanosponges—bionedbrydelige polymerer belagt med cellemembraner og 1000 gange mindre end bredden af et menneskehår—som et lokkemiddel, der i sidste ende forhindrer coronavirus i at inficere humane celler og derefter reproducere.

deres forskning blev offentliggjort i dag i tidsskriftet Nano Letters.

i modsætning til et antiviralt lægemiddel, der virker ved at målrette og forsøge at stoppe selve virussen, fungerer nanosponger som et lokkemiddel for at beskytte celler, så virussen ikke kan inficere dem. Virussen binder derefter med nanospongen, hvilket gør den ineffektiv.

begrundelsen for at bruge Nanosponges

Sådan fungerer det: forskerne skabte små nanosponger, der er biologisk nedbrydelige polymerer og dækker dem med membraner eller belægninger, der efterligner humane celler. På denne måde vil virussen eller endda et toksin være interesseret i at binde med deres overflade. I modsætning til en virus, der inficerer celler i kroppen, som kan formere sig og sprede infektionen, narres virussen til at inficere nanospongerne, som derefter ikke er i stand til at formere sig, hvilket reducerer den virale belastning og dermed muligheden for at sprede en infektion.

et væsentligt aspekt af den nuværende SARS-cov-2-forskning, forklarer Jang, involverer tilgange til at blokere interaktionen mellem SARS-CoV-2 ‘ s spikeprotein med 2 nøglereceptorer, der gør det muligt at binde sig til, indtaste og inficere humane celler: ACE2 og CD147.

“traditionelt dykker lægemiddeludviklere til infektionssygdomme dybt ned på patogenens detaljer for at finde druggable mål. Vores tilgang er anderledes. Vi behøver kun at vide, hvad målcellerne er. Og så sigter vi mod at beskytte målene ved at skabe biomimetiske lokkefugle,” sagde Liangfang, ph.d., hovedforfatter af undersøgelsen, Professor, Institut for Nanoengineering, direktør for Kemiteknik, University of California San Diego.

Jang, der har forsket i nanosponger i løbet af de sidste 10 år, indså, at når coronaviruspandemien begyndte at accelerere, kan hans teknologi have potentialet til at målrette SARS-CoV-2.

Jang var i stand til med succes at designe 2 typer nanosponger ved hjælp af membraner fra humane lungeceller og specialiserede hvide blodlegemer kendt som makrofager, hver belagt med ACE2-og CD147-receptorer og inficeret af SARS-CoV-2-virus. De var i stand til med succes at udvikle en nanopartikel lokkedue med virusets naturlige mål (ACE2 og CD147) for at lokke SARS-CoV-2 væk fra normale celler i cellekultur.

deres resultater var ret lovende: nanospongerne viste sig at være ret effektive i cellekultur, hvilket reducerede virusets infektivitet med op til 90%. Disse resultater blev opnået i samarbejde med Boston University ‘ s National Emerging Infectious Disease Laboratories (NEIDL) ved hjælp af levende SARS-CoV-2-virus.

Derudover kan Jangs tilgang ved hjælp af nanosponger dækket med membranerne i makrofager—vigtige hvide blodlegemer involveret i det inflammatoriske respons på COVID-19 (eller andre virusinfektioner)—muligvis også være i stand til at binde inflammatoriske cytokiner, der er til stede med “cytokinstorm”, et overaktivt eller overdrevet immunrespons fra kroppen, der er potentielt dødelig.

“et andet interessant aspekt af vores tilgang er, at selv når SARS-CoV-2 muterer, så længe virussen stadig kan invadere de celler, vi efterligner, skal vores nanosponge-tilgang stadig fungere. Jeg er ikke sikker på, at dette kan siges for nogle af de vacciner og terapeutiske midler, der i øjeblikket udvikles,” tilføjede han.

ud over dette forventer Jang, at nanosponges ville arbejde mod enhver form for virus, især en ny coronavirus—eller enhver virus for den sags skyld—som kan være kilden til en anden pandemi.

Jang forudsiger, at en typisk behandling kan indebære infusion af “billioner af svampe—et stort antal, men lille volumen”, men den nøjagtige dosis skulle bestemmes af dyr og menneskelige forsøg, tilføjede han. Dette ville udsætte lungen med en billion eller flere små nanosponger, der kunne trække eller distrahere virussen væk fra sunde celler. Når virussen binder med en nanosponge, ” mister den sin levedygtighed og er ikke infektiv længere og vil blive optaget af vores egne immunceller og fordøjet,” forklarede Jang.

rollen ved at bruge nanospongen profylaktisk eller endda som en behandling efter eksponering synes attraktiv for Jang. “Jeg tror, at nanospongerne kan bruges på både en profylaktisk måde og en behandling efter eksponering for SARS-Cov-2. Når patienter er inficeret med SARS-CoV-2, så længe vira stadig er i kroppen, såsom i lungerne, kan nanospongerne binde og neutralisere vira og inducere klinisk inducere klinisk forbedring.”

Jang ‘ s team har allerede gennemført nogle indledende sikkerhedstest hos mus, men større forsøg i dyremodeller vil snart følge. Menneskelige forsøg planlægges også i den nærmeste fremtid, ifølge Jang.

ansøgninger om Nanosponges

for Over 10 år siden skabte han de første membran-kappede nanopartikler i sit laboratorium på UC San Diego. De oprindelige nanosponger, han og hans team udviklede, var dækket af fragmenter af røde blodlegemer med det formål at behandle bakteriel lungebetændelse. Disse svampe har nu afsluttet stadierne af præklinisk test af Cellics Therapeutics, San Diego startup medstifter af Jang. Virksomheden er i øjeblikket i færd med at indsende en undersøgelse af nyt lægemiddel (IND) ansøgning til FDA ved hjælp af røde blodlegemer (RBC) nanosponges til behandling af patienter med methicillinresistent staphylococcus aureus (MRSA) lungebetændelse. Cellics vurderer, at de vil begynde at behandle patienter næste år, ifølge en pressemeddelelse.

Jang ‘ s team på UC San Diego har også vist, at nanosponges kan opnå målrettet levering af lægemiddel til et sårsted, binde bakterielle toksiner, der er mekanismen forbundet med sepsis, samt binde HIV virale partikler, før det kan inficere humane T-celler.

Jang forklarer, at nanosponge konstruktion er baseret på det samme grundlæggende princip. Det involverer en biologisk nedbrydelig, FDA-godkendt polymerkerne belagt i en bestemt type cellemembran, så den kan være forklædt som en rød blodlegeme eller en immun T-celle eller en blodpladecelle. Belægningen eller tilsløringen forhindrer immunsystemet i at spotte og angribe partiklerne som farlige angribere.

“jeg tænker på cellemembranfragmenterne som de aktive ingredienser. Dette er en anden måde at se på lægemiddeludvikling,” tilbød Jang. “For COVID-19 håber jeg, at andre hold finder på sikre og effektive terapier og vacciner så hurtigt som muligt. Samtidig arbejder og planlægger vi, som om verden regner med os.”

Jang mener, at et særligt relevant aspekt af hans nuværende forskning om SARS-CoV-2 er det faktum, at” cellulære nanosponger er potentielt agnostiske for virale mutationer og nye virale arter”, der potentielt skifter den måde, vi nærmer os behandling af den dødbringende virus.

fuld dækning og live opdateringer om Coronavirus

Similar Posts

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.