Nanosponges может перехватить коронавирусной инфекции

Наночастицы облачена в человеческих клеточных мембран легких и иммунной человеческих клеточных мембран может привлечь и нейтрализовать торс-ков-2 вируса в культуре клеток, в результате вирус теряет свою способность захватить клеток хозяина и размножаться.

Первые данные, характеризующие это новое направление для борьбы COVID-19 были опубликованы 17 июня в журнале письма нано. В «nanosponges» были разработаны инженерами из Калифорнийского университета Сан-Диего и проходят проверку исследователи из Бостонского университета.

Исследователи Калифорнийского университета, Сан-Диего называют своих нано-частиц «nanosponges», потому что они впитывают вредные патогены и токсины.

В лабораторных экспериментах, как легких клетки и иммунные клетки видах nanosponges вызвало торс-ков-2 вируса теряют около 90% своей «вирусной инфекционности» в доз-зависимом образе. Вирусная инфекционность-это мера способности вируса входить в клетку-хозяина и использовать его ресурсы для репликации и получения дополнительных инфекционных вирусных частиц.

Вместо того, чтобы преследовать сам вирус, эти nanosponges предназначены для защиты здоровых клеток вирус вторгается.

«Традиционно, разработчики препарата для лечения инфекционных заболеваний нырять глубоко на детали возбудителя для того, чтобы найти поддающиеся терапии препаратами, включенными цели. У нас другой подход. Нам нужно только знать, что целевые клетки. И тогда мы стремимся, чтобы защищать цели путем создания биомиметических ложных целей», — сказал Liangfang Zhang установите профессор наноинженерии в школе Калифорнийского университета, Сан-Диего Джейкобс техники.

Его лаборатории впервые создан этот биомиметические nanosponge платформы более десяти лет назад, и развивается его для широкого диапазона применений с тех пор. Когда коронавирусом появилась идея использовать nanosponge платформы для борьбы он пришел к Чжан «почти сразу», — сказал он.

В дополнение к обнадеживающие данные по нейтрализации вируса в культуре клеток, исследователи отмечают, что nanosponges плащах с фрагментами клеточной мембраны макрофагов может иметь дополнительные преимущества: впитывая воспалительных цитокинов-белков, которые вовлечены в некоторые из самых опасных аспектов COVID-19 и приводятся в действие иммунного ответа на инфекцию.

Разработка и тестирование COVID-19 nanosponges

Каждый COVID-19 nanosponge — в тысячу раз меньше толщины человеческого волоса … состоит из полимерного ядра с покрытием в клеточных мембранах, извлеченного из легких эпителиальных клеток типа II или макрофагальных клеток. Мембраны покрывает губки с помощью все тех же рецепторов белка в клетках им подражать-и это по сути включает в себя все, что рецепторы торс-ков-2 используется для входа клеток в организме.

Исследователи подготовили несколько разных концентраций nanosponges в решение тест на коронавирус. Чтобы проверить способность nanosponges блокировать торс-ков-2 инфекционность, исследователи Калифорнийского университета, Сан-Диего повернулся к команде на Национальном возникающих Бостонского университета лабораториях инфекционных заболеваний (НЕИДЛ) для выполнения независимых тестов. В этот БСЛ-4 лаборатории-высшим уровнем биологической защиты на объекте исследования — исследователи, во главе с Энтони Гриффитс, доцент кафедры микробиологии в Медицинской школе Бостонского университета, проверялась способность различных концентраций каждого nanosponge типа для снижения инфицирующей способности жить торс-ков-2 вирус … одни и те же штаммы, которые были опробованы в других COVID-19 лечебно-вакцины.

В концентрации 5 мг / мл, клеточная мембрана-замаскированных легких губок тормозится 93% вирусной инфекционности торс-ков-2. Макрофаг-замаскированные губки тормозится 88% вирусной инфекционности торс-ков-2. Вирусная инфекционность-это мера способности вируса входить в клетку-хозяина и использовать его ресурсы для репликации и получения дополнительных инфекционных вирусных частиц.

«С точки зрения иммунолог и вирусолог, в nanosponge платформа была немедленно призвать в качестве потенциальных противовирусных благодаря своей способности работать от вирусов любого вида. Это означает, что в отличие от наркотиков или антитело, которое может специфически блокировать торс-ков-2 инфекции или репликации, эти клеточные мембраны nanosponges может функционировать на основе более комплексного подхода в лечении широкого спектра вирусных и инфекционных заболеваний. Я был оптимистично настроен скептически изначально, что это будет работать, и тогда взволнован, когда я увидел результаты, и я осознала, что это может значить для терапевтического развития в целом», — сказала Анна Honko, со-первый автор на бумаге и научный сотрудник профессор микробиологии в Бостонском Университете национальной возникающих инфекционных заболеваний лабораторий (НЕИДЛ).

В ближайшие несколько месяцев, УНЦ исследователи из Сан-Диего и коллаборационисты будут оценивать эффективность nanosponges в животных моделях. Команда Калифорнийского университета в Сан-Диего уже показал краткосрочную безопасность в дыхательных путях и легких мышей. Если и когда эти COVID-19 nanosponges будут испытаны в организме человека зависит от множества факторов, но исследователи двигаться как можно быстрее.

«Еще один интересный аспект нашего подхода заключается в том, что даже в торс-ков-2 мутирует, как вирус по-прежнему могут проникать в клетки мы подражаем, наши nanosponge подход должен работать. Я не уверен, что это можно сказать для некоторых вакцин и методов лечения, которые сейчас разрабатываются», — сказал Чжан.

Исследователи также ожидают, что эти nanosponges будет работать против любого нового коронавируса или даже других респираторных вирусов, включая вирус может вызвать очередную пандемию органов дыхания.

Имитируя эпителиальные клетки легких и иммунокомпетентных клеток

С коронавирусом часто заражает легких эпителиальных клеток в качестве первого шага в COVID-19 инфекции, Чжан и его коллеги решили, что это имело бы смысл, чтобы плащ наночастиц в фрагменты внешней оболочки легких эпителиальных клеток, чтобы увидеть, если вирус может быть обманом с фиксацией на нем вместо легких клетки.

Макрофаги, которые белые клетки крови, которые играют главную роль в воспалении, также очень активны в легких во время COVID-19 болезни, так что Чжан и его коллеги создали второе губка облачена в мембране макрофага.

Исследовательская группа планирует изучить ли макрофагов губки также имеют возможность тихой цитокиновой бури в COVID-19 пациентов.

«Мы увидим, если макрофаг nanosponges смогут нейтрализовать излишнее количество этих цитокинов, а также нейтрализовать вирус,» сказал Чжан.

Используя макрофагов фрагменты клеток, как плащи опираться на многолетнюю работу по разработке методов лечения сепсиса с помощью макрофагов nanosponges.

В статье, опубликованной в 2017 году в Трудах Национальной академии наук, Чжан и команда исследователей Калифорнийского университета в Сан-Диего показали, что макрофаг nanosponges можете спокойно нейтрализует обе эндотоксинов и провоспалительных цитокинов в кровоток мышей. В Сан-Диего биотехнологическая компания, соучредителем Чжан назвал Cellics терапии работает над тем, чтобы перевести этот макрофагов nanosponge работать в клинику.

Потенциальный COVID-19 терапевтических COVID-19 платформа nanosponge имеет существенные испытания заранее, до того, ученым известно, будет ли безопасной и эффективной терапии против вируса на людях, Чжан получает. Но если губки достигают стадии клинических испытаний, существует несколько возможных способов доставки терапии, которые включают прямые поставки в легких для интубированных пациентов, через ингалятор, как для пациентов с бронхиальной астмой или внутривенно, особенно для лечения осложнение цитокиновый шторм.

Терапевтической дозы nanosponges может затопить легких со трлн или больше крошечных nanosponges, которые могли бы привлечь вируса от здоровых клеток. Как только вирус связывается с губки, «она теряет свою жизнеспособность и больше не заразны, и будет воспринято нашими собственными иммунными клетками и перевариваются», — сказал Чжан.

«Я вижу потенциал для превентивного лечения, для терапевтического, которые можно дать пораньше, потому что после того, как nanosponges вам в легких, они могут оставаться в легких в течение некоторого времени,» сказал Чжан. «Если приходит вирус, он может быть заблокирован, если есть nanosponges ждет его.»

Растущий импульс для nanosponges

Лаборатории Чжана в Калифорнийском университете в Сан-Диего создала первый мембраны-замаскированные наночастиц более десяти лет назад. Первый из них nanosponges были в плащах с фрагментами мембраны эритроцитов. Эти nanosponges разрабатываются для лечения бактериальной пневмонии и прошли все стадии доклинических испытаний по Cellics терапии, стартап Сан-Диего основал Чжан. В настоящее время компания находится в процессе представления исследуемого нового препарата (IND) заявку в FDA на лидерство кандидата: nanosponges красных клеток крови для лечения метициллин-резистентный золотистый стафилококк (МРЗС) пневмонии. По оценкам компании первых пациентов в клиническое испытание будет дозироваться в следующем году.

Исследователи Калифорнийского университета, Сан-Диего показали, что nanosponges может доставить наркотики в места ранения; впитать бактериальных токсинов, которые вызывают сепсис; и перехватить ВИЧ, прежде чем он может заразить человека Т-клеток.

Основных работ по каждому из этих nanosponges тот же: биоразлагаемых, FDA утвержденных полимерный покрытием в особый вид клеточной мембраны, так что это может быть замаскированный красных кровяных клеток или иммунных Т-клеток или тромбоцитов клеток. Маскировочное держит иммунную систему от наблюдения и нападения частицы как опасные захватчики.

«Я думаю, что фрагменты клеточной мембраны в качестве активных ингредиентов. Это другой взгляд на разработку препарата,» сказал Чжан. «Для COVID-19, я надеюсь, что другие команды придумывают Безопасные и эффективные методы лечения и вакцины как можно скорее. В то же время, мы работаем и планирование, как если бы мир рассчитывает на нас».

почувствуйте разницу: спонсорские возможности