Kan ‘Nanosponges’ Helpen Bij De Behandeling Van Patiënten Met Het Coronavirus?

author
6 minutes, 20 seconds Read
In deze illustratie, een nanosponge bekleed met een menselijke cel membraan fungeert als een lokmiddel om te voorkomen dat een virus van het invoeren van cellen

In deze illustratie, een nanosponge bekleed met een menselijke cel membraan fungeert als een valstrik te voorkomen … virus from entering cells

aangepast aan Nano Letters 2020, DOI10. 1021 / acs.nanolett.0c02278

met nieuws van gisteren uit het Verenigd Koninkrijk dat de goedkope en wijdverbreide steroïde dexamethason het aantal sterfgevallen bij coronaviruspatiënten die geïntubeerd zijn en bij patiënten die zuurstof nodig hebben, aanzienlijk heeft verminderd, na gepubliceerd bewijs vorige maand dat de antivirale Remdesivir de tijd tot herstel heeft verkort, blijft de zoektocht naar een doorbraakgeneesmiddel of aanpak die de overleving verbetert voordat een levensvatbaar vaccin wordt goedgekeurd, onduidelijk.

voeg hieraan toe dat het virus kan muteren—al met meerdere stammen— dat het zoeken naar een nieuwe aanpak ideaal zou zijn.

nu hebben onderzoekers aan UC San Diego een nieuwe manier ontwikkeld om infecties te behandelen met behulp van “nanosponges”—een technologie die veelbelovend kan zijn voor de behandeling van patiënten met SARS-CoV-2, het virus dat verantwoordelijk is voor Covid-19.

hun doel is om de nanosponges—biologisch afbreekbare polymeren bedekt met celmembranen en 1000 keer kleiner dan de breedte van een menselijk haar—als afleiding te gebruiken, waardoor uiteindelijk wordt voorkomen dat het coronavirus menselijke cellen infecteert en zich vervolgens reproduceert.

hun onderzoek werd vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Nano Letters.

in tegenstelling tot een antiviraal geneesmiddel dat werkt door het virus zelf te targeten en te proberen te stoppen, werken nanosponges als een afleiding om cellen te beschermen, zodat het virus ze niet kan infecteren. Het virus bindt zich dan met de nanosponge, waardoor het ineffectief wordt.

de reden voor het gebruik van Nanospongen

Dit is de manier waarop het werkt: de onderzoekers creëerden kleine nanospongen die biologisch afbreekbare polymeren zijn en deze bedekken met membranen of bekledingen die menselijke cellen nabootsen. Op deze manier zal het virus of zelfs een toxine geïnteresseerd zijn in binding met hun oppervlak. In tegenstelling tot een virus dat cellen in het lichaam infecteert die zich kunnen vermenigvuldigen en verspreiden van de infectie, wordt het virus misleid in het infecteren van de nanosponges die dan niet kunnen vermenigvuldigen, waardoor de virale belasting en dus de mogelijkheid om een infectie te verspreiden.

een belangrijk aspect van het huidige SARS-CoV-2-onderzoek, legt Zhang uit, omvat benaderingen om de interactie van het spike-eiwit van SARS-CoV-2 te blokkeren met 2 sleutelreceptoren die het mogelijk maken om zich aan menselijke cellen te hechten, binnen te dringen en te infecteren: ACE2 en CD147.

“van oudsher duiken drugontwikkelaars voor infectieziekten diep in de details van de ziekteverwekker om drugbare doelwitten te vinden. Onze aanpak is anders. We hoeven alleen maar te weten wat de doelcellen zijn. En dan streven we ernaar om de doelen te beschermen door het creëren van biomimetische lokaas,” zei Liangfang Zhang, PhD, hoofdauteur van de studie, Professor, Department of Nanoengineering, Director Chemical Engineering Program, University of California San Diego.Zhang, die de afgelopen 10 jaar onderzoek heeft gedaan naar nanosponges, realiseerde zich dat toen de coronapandemie begon te versnellen, zijn technologie mogelijk SARS-CoV-2 zou kunnen aanvallen.

Zhang was in staat om met succes 2 soorten nanosponzen te ontwerpen met behulp van membranen van menselijke longcellen en gespecialiseerde witte bloedcellen bekend als macrofagen, elk gecoat met ace2-en CD147-receptoren en geïnfecteerd met het SARS-CoV-2-virus. Zij konden met succes een nanoparticleafleidingsmanoeuvre met de natuurlijke doelstellingen van het virus (ACE2 en CD147) ontwikkelen om SARS-CoV-2 van normale cellen in celcultuur weg te lokken.

hun resultaten waren veelbelovend: de nanospongen bleken vrij effectief in celkweek, waardoor de infectiviteit van het virus met maximaal 90% werd verminderd. Deze resultaten werden bereikt in samenwerking met Boston University ‘ s National Emerging Infectious Disease Laboratories (NEIDL) met behulp van levend SARS-CoV-2 virus.

bovendien kan Zhang ‘ s aanpak met nanospongen bedekt met de membranen van macrofagen—sleutel witte bloedcellen die betrokken zijn bij de ontstekingsreactie op COVID-19 (of andere virale infecties)—ook ontstekingscytokines binden die aanwezig zijn met “cytokine storm”, een overactieve of overdreven immuunrespons door het lichaam die mogelijk fataal is.

” een ander interessant aspect van onze aanpak is dat zelfs als SARS-CoV-2 muteert, zolang het virus de cellen die we nabootsen nog kan binnendringen, onze nanosponge-benadering nog moet werken. Ik weet niet zeker of dit kan worden gezegd voor een aantal van de vaccins en geneesmiddelen die momenteel worden ontwikkeld,” voegde Zhang.

verder verwacht Zhang dat nanosponges zou werken tegen elk type virus, met name een nieuw coronavirus—of welk virus dan ook—dat de bron kan zijn van een andere pandemie.

Zhang voorspelt dat een typische behandeling zou kunnen bestaan uit infusie van “biljoenen sponzen—een groot aantal, maar klein volume “, maar de exacte dosis zou moeten worden bepaald door dier-en menselijke proeven, voegde hij eraan toe. Dit zou de long blootstellen met een biljoen of meer kleine nanosponges die het virus kunnen afleiden van gezonde cellen. Zodra het virus bindt met een nanosponge, ” het verliest zijn levensvatbaarheid en is niet infectieus meer, en zal worden opgenomen door onze eigen immuuncellen en verteerd,” verklaarde Zhang.

de rol van het profylactisch gebruik van nanosponge, of zelfs als behandeling na blootstelling, lijkt aantrekkelijk voor Zhang. “Ik denk dat de nanosponges zowel op een profylactische manier als een behandeling na blootstelling voor SARS-Cov-2 kunnen worden gebruikt. Wanneer de patiënten door SARS-CoV-2 worden besmet, zolang de virussen zich nog in het lichaam zoals in de longen bevinden, kunnen de nanosponges virussen binden en neutraliseren en klinische veroorzaken klinische verbetering veroorzaken.”

Zhang ‘ s team heeft al een aantal voorlopige veiligheidstests uitgevoerd bij muizen, maar grootschalige proeven in diermodellen zullen spoedig volgen. In de nabije toekomst worden ook menselijke proeven gepland, aldus Zhang.

toepassingen voor Nanosponzen

meer dan 10 jaar geleden creëerde Zhang ‘ s de eerste met membraan omhulde nanodeeltjes in zijn lab aan UC San Diego. De eerste nanosponzen die hij en zijn team ontwikkelden waren bedekt met fragmenten van rode bloedcelmembranen, met als doel bacteriële longontsteking te behandelen. Deze sponzen hebben nu de stadia van pre-klinische testen door Cellics Therapeutics voltooid, de San Diego startup mede opgericht door Zhang. Het bedrijf is momenteel bezig met het indienen van een onderzoeksaanvraag voor een nieuw geneesmiddel (IND) bij de FDA met behulp van rode bloedcellen (RBC) nanosponges voor de behandeling van patiënten met methicilline-resistente staphylococcus aureus (MRSA) pneumonie. Cellics schat dat ze volgend jaar zullen beginnen met de behandeling van patiënten, volgens een persbericht.Zhang ‘ s team aan UC San Diego heeft ook aangetoond dat nanosponges een gerichte toediening van het geneesmiddel aan een wond kunnen bewerkstelligen, bacteriële toxines kunnen binden die het mechanisme zijn dat verbonden is met sepsis, evenals HIV-virusdeeltjes kunnen binden voordat het menselijke T-cellen kan infecteren.Zhang legt uit dat nanosponge-constructie gebaseerd is op hetzelfde basisprincipe. Het gaat om een biologisch afbreekbare, FDA-goedgekeurde polymeerkern gecoat in een specifiek type celmembraan, zodat het kan worden vermomd als een rode bloedcel, of een immuun T-cel of een bloedplaatjescel. De coating of camouflage voorkomt dat het immuunsysteem van het spotten en aanvallen van de deeltjes als gevaarlijke indringers.

” ik beschouw de celmembraan fragmenten als de actieve bestanddelen. Dit is een andere manier van kijken naar de ontwikkeling van geneesmiddelen,” bood Zhang. “Voor COVID-19 hoop ik dat andere teams zo snel mogelijk met veilige en effectieve therapieën en vaccins komen. Tegelijkertijd werken en plannen we alsof de wereld op ons rekent.”

Zhang gelooft dat een bijzonder relevant aspect van zijn huidige onderzoek over SARS-CoV-2 het feit is dat “cellulaire nanospongen potentieel agnostisch zijn voor virale mutaties en nieuwe virale soorten,” mogelijk de manier waarop we de behandeling van het dodelijke virus benaderen veranderen.

volledige dekking en live updates over het Coronavirus

Similar Posts

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.