新的生物料纳米龙可以吸收SARS-COV-2,治疗Covid-19

纳米海绵SARS-CoV-2病毒

在实验室实验中,肺细胞和免疫细胞类型的纳米孔均导致SARS-COV-2病毒以剂量依赖性方式失去近90%的“病毒感染性”。病毒感染性是病毒进入宿主细胞的能力的衡量标准,并利用其资源以复制并产生额外的传染病病毒颗粒。资料来源:大卫·巴洛特/加州大学圣地亚哥分校

纳米粒子在人肺细胞膜中克隆和人免疫细胞膜可以吸引和中和SARS-CoV-2细胞培养中的病毒,使病毒失去劫持宿主细胞和繁殖的能力。

第一数据描述这种新的战斗方向新冠肺炎发表于今天(2020年6月17日)的《纳米字母。这种“纳米海绵”由加州大学圣地亚哥分校的工程师开发,并由波士顿大学的研究人员进行测试。

UC San Diego研究人员称他们的纳米级粒子“纳米龙”,因为它们吸收了有害的病原体和毒素。

在实验室实验中,肺细胞和免疫细胞类型的纳米孔均导致SARS-COV-2病毒以剂量依赖性方式失去近90%的“病毒感染性”。病毒感染性是病毒进入宿主细胞的能力的衡量标准,并利用其资源以复制并产生额外的传染病病毒颗粒。

这些纳米海绵不是针对病毒本身,而是被设计用来保护病毒入侵的健康细胞。

“传统上,用于感染疾病的药物开发人员深入了解病原体的细节,以找到可药剂目标。我们的方法是不同的。我们只需要知道目标细胞是什么。然后,我们的目标是通过创造杀菌诱饵来保护目标,“UC San Diego Jacobs工程学学院的纳工程教授梁芳张张张张说。


覆盖在人类肺细胞膜和人类免疫细胞膜上的纳米粒子可以在细胞培养中吸引和中和SARS-CoV-2病毒,导致病毒失去劫持宿主细胞和繁殖的能力。加州大学圣地亚哥分校的研究人员称他们的纳米粒子为“纳米海绵”,因为它们能吸收有害的病原体和毒素。资料来源:大卫·巴洛特/加州大学圣地亚哥分校

十多年前,他的实验室首次创造了这种仿生纳米海绵平台,并一直在为广泛的应用开发它。他说,当新型冠状病毒出现时,“几乎是立即”想到了利用纳米海绵平台抗击它的想法。

除了鼓励数据中和病毒在细胞培养中,研究人员指出,纳米海绵隐匿与巨噬细胞外膜的碎片可能会有一个额外的好处:吸收炎症细胞因子蛋白,参与COVID-19一些最危险的方面,受感染的免疫反应。

制作和测试Covid-19纳米龙

每个Covid-19纳米术 - 比人发的宽度小 - 一千倍 - 由涂覆在从肺上皮型II细胞或巨噬细胞中提取的细胞膜中的聚合物芯组成。膜用所有相同的蛋白质受体覆盖各个蛋白质受体,因为它们的细胞 - 并且这本质地包括任何受体SARS-COV-2用于在体内进入细胞。

研究人员在溶液中制备了几种不同浓度的纳米龙,以对新的冠状病毒进行测试。为了测试纳米龙对SARS-COV-2感染性的能力,UC San Diego研究人员转向波士顿大学国家新兴传染病实验室(Neidl)的团队进行独立测试。在这本BSL-4实验室 - 研究设施的最高生物安全层面 - 由波士顿大学医学院的微生物学副教授领导的研究人员,测试了各种纳米口类型的各种浓度的能力,以降低感染性yabo124Live SARS-COV-2病毒 - 在其他Covid-19治疗和疫苗研究中进行的相同菌株。

研究人员进行纳米分子测试

研究人员Anna Honko在国家新发传染病实验室(NEIDL)的生物安全等级-4中准备化验。资料来源:波士顿大学国家新发传染病实验室(NEIDL)格里菲斯实验室提供。

浓度为5毫克/毫升/毫升,肺细胞膜 - 克洛箱海绵抑制了SARS-COV-2的病毒感染性的93%。巨噬细胞 - 克洛德海绵抑制了SARS-COV-2病毒感染性的88%。病毒感染性是病毒进入宿主细胞的能力的衡量标准,并利用其资源以复制并产生额外的传染病病毒颗粒。

从免疫学家和病毒学家的角度来看,纳米海绵平台作为一种潜在的抗病毒药物立即吸引了人们的注意,因为它能够对抗任何类型的病毒。这意味着,与可能非常具体地阻断SARS-CoV-2感染或复制的药物或抗体不同,这些细胞膜纳米海绵可能以一种更全面的方式在治疗广泛的病毒性传染病方面发挥作用。最初,我乐观地怀疑,它将工作,然后激动当我看到结果和它沉没在这可能意味着什么治疗发展作为一个整体,”安娜Honko说,co-first作者和研究助理教授,波士顿大学微生物学国家新兴传染病实验室(NEIDL)。yabo124

在接下来的几个月里,加州大学圣地亚哥分校的研究人员和合作者将评估纳米海绵在动物模型上的效果。加州大学圣地亚哥分校的研究小组已经证明了老鼠呼吸道和肺部的短期安全性。这些新型冠状病毒纳米海绵是否以及何时在人类身上进行测试取决于多种因素,但研究人员正在尽可能快地采取行动。

“我们方法的另一个有趣的方面是,即使SARS-CoV-2变异,只要病毒仍然可以入侵我们所模仿的细胞,我们的纳米海绵方法应该仍然有效。我不确定对于目前正在开发的一些疫苗和疗法来说也能做到这一点。”

研究人员还预计,这些纳米海绵可以对抗任何新型冠状病毒,甚至其他呼吸道病毒,包括任何可能引发下一次呼吸道大流行的病毒。

模仿肺上皮细胞和免疫细胞

由于新型冠状病毒经常感染肺上皮细胞,作为Covid-19感染的第一步,张和他的同事推理,克隆肺上皮细胞外膜碎片中的纳米颗粒是有意义的,以看看病毒是否可以欺骗它而不是肺细胞。

巨噬细胞,这是白血细胞,在炎症中发挥着重要作用,在Covid-19疾病过程中也非常活跃,所以张和同事在巨噬细胞膜中产生了第二个海绵。

该研究团队计划研究巨噬细胞海绵是否还能够在Covid-19患者中安静细胞因子风暴。

“我们会看看巨噬细胞纳米龙是否可以中和过量的这些细胞因子以及中和病毒,”张。

使用巨噬细胞片段作为斗篷,在多年的工作中建立了使用巨噬细胞纳米孔的败血症的治疗方法。

在2017年发布的论文中国家科学院的诉讼程序,张和UC San Diego的研究人员表明,巨噬细胞纳米龙可以在小鼠血液中安全地中和内毒素和促炎细胞因子。由Zhang称为Cellics Therapeutics的San Diego Biotechnology公司正在努力将这种巨噬细胞Nanosponge转化为诊所。

他提醒说,在科学家们知道纳米海绵平台是否能够安全有效地治疗人类感染的新型冠状病毒之前,它还需要进行大量的测试。但如果海绵进入临床试验阶段,有多种潜在的治疗方法,包括对插管患者直接送入肺内,通过吸入器,如哮喘患者,或静脉注射,特别是治疗细胞因子风暴的并发症。

治疗剂量的纳米海绵可能会让一万亿甚至更多的微型纳米海绵充满肺部,从而将病毒从健康细胞中吸走。一旦病毒与海绵结合,“它就失去活力,不再具有传染性,并将被我们自己的免疫细胞吸收和消化,”张说。

张说:“我看到了一种预防治疗的潜力,一种可以尽早给予的治疗,因为一旦纳米海绵进入肺部,它们可以在肺部停留一段时间。”“如果病毒来了,如果有纳米海绵在等着它,它就可能被阻断。”

纳米海绵的发展势头

在UC San Diego的Zhang的实验室在十年前创造了第一款膜 - 隐藏着纳米颗粒。这些纳米龙的第一个用红细胞膜的碎片包覆。这些纳米龙正在开发用于治疗细菌肺炎,并经过Zhang Cofounded的San Diego Startup经历了所有的临床前试验阶段。该公司目前正在向FDA提交调查新药物(IND)申请的过程:红细胞纳米龙,用于治疗甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)肺炎。该公司估计临床试验中的第一个患者将于明年提出。

UC San Diego的研究人员还表明,纳米龙可以将药物递给伤口部位;SOP触发脓毒症的细菌毒素;并在它可以感染人的T细胞之前拦截艾滋病毒。

这些纳米孔的每个纳米孔的基本结构是相同的:可生物降解的FDA批准的聚合物核涂覆成特定类型的细胞膜,使其伪装为红细胞,或免疫T细胞或血小板细胞。粘附使免疫系统能够发现和攻击颗粒作为危险入侵者。

“我认为细胞膜片段作为活性成分。这是一种不同的方式来看药物发展,“张说。“对于Covid-19,我希望其他球队尽快提出安全和有效的疗法和疫苗。与此同时,我们正在工作和规划,好像世界正在依靠我们。“

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参考文献:“细胞纳米孔抑制SARS-COV-2感染性”由Qiangzhe Zhang,Anna Honko,Jiarong Zhou,Hua Gong,Sierra N.Dows,Jhonatan Henao Vasquez,Ronnie H. Fang,Weiwei Gao,Anthony Griffiths和Liangfang Zhang,172020年6月,纳米字母
DOI:10.1021 / ACS.NANOLETT.0C02278

作者

Ziangzhe Zhang,Jiarong Zhou,Hua Gong,Ronnie H. Fang,Weiwei Gao和Liangfang Zhang南工程,化学工程方案,加州大学安迪哥大学工程与河流癌症中心

Anna N. Honko,塞拉N.唐斯,Jhonatan Henao Vasquez和Anthony Griffiths来自微生物学系和国家新兴传染病实验室,波士顿大学医学院yabo124

贡献者

Ziangzhe Zhang,Jiarong Zhou和Anna N. Honko同样地贡献了这项工作

资金

这项工作得到了国防威胁减少机构联合科学和技术办公室的化学和生物防御,授予数字HDTRA1?18?1?0014。

利益冲突陈述

梁芳张披露了雪质治疗学的财务兴趣。所有其他提交人都不声明没有竞争利益。

知识产权

巨噬细胞纳米龙的专利由储蓄治疗术后持有。

1评论在“新的生物摩擦纳米龙可以吸收SARS-COV-2,治疗Covid-19”

  1. 哇,这个方法听起来绝对令人震惊,读到这一点已经有好多年的时间了。非常令人印象深刻。这听起来完全像是未来的潮流&向张先生致敬!

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