Nanosponges को रोकना सकता है coronavirus संक्रमण — ScienceDaily


नैनोकणों में cloaked मानव फेफड़ों की कोशिका झिल्ली और मानव प्रतिरक्षा कोशिका झिल्ली को आकर्षित कर सकते हैं और बेअसर सार्स-CoV-2 में वायरस सेल संस्कृति के कारण, वायरस के लिए खो करने के लिए अपनी क्षमता का अपहरण मेजबान कोशिकाओं और पुन: पेश.

पहली डेटा का वर्णन इस नई दिशा के लिए लड़ COVID-19 में प्रकाशित किए गए थे पर 17 जून जर्नल में नैनो पत्र. के “nanosponges” द्वारा विकसित किए गए इंजीनियरों विश्वविद्यालय कैलिफोर्निया के सैन डिएगो और परीक्षण में शोधकर्ताओं ने बोस्टन विश्वविद्यालय.

UC San Diego शोधकर्ताओं ने अपने नैनो-पैमाने कणों “nanosponges” क्योंकि वे सोख हानिकारक रोगजनकों और विषाक्त पदार्थों.

प्रयोगशाला में प्रयोगों, दोनों फेफड़ों सेल और प्रतिरक्षा सेल प्रकार के nanosponges की वजह से सार्स-CoV-2 वायरस कम करने के लिए लगभग 90% अपने “वायरल संक्रामकता” में एक खुराक पर निर्भर ढंग से. वायरल संक्रामकता का एक उपाय है की क्षमता में वायरस के प्रवेश करने के लिए मेजबान सेल और अपने संसाधनों का दोहन करने के लिए दोहराने का उत्पादन और अतिरिक्त संक्रामक वायरल कणों.

को लक्षित करने के बजाय वायरस ही है, इन nanosponges डिज़ाइन कर रहे हैं की रक्षा करने के लिए स्वस्थ कोशिकाओं को वायरस पर हमला.

“परंपरागत रूप से, दवा डेवलपर्स के लिए संक्रामक रोगों का गहरा गोता विवरण पर रोगज़नक़ के क्रम में खोजने के लिए druggable लक्ष्य. हमारे दृष्टिकोण अलग है । हम केवल पता करने की जरूरत क्या लक्ष्य कोशिकाओं रहे हैं । और फिर हम उद्देश्य की रक्षा करने के लिए लक्ष्यों को बनाने के द्वारा biomimetic decoys ने कहा,” Liangfang झांग, एक nanoengineering प्रोफेसर यूसी सैन डिएगो याकूब स्कूल के इंजीनियरिंग.

उसकी प्रयोगशाला में पहली बार बनाया इस biomimetic nanosponge मंच अधिक से अधिक एक दशक पहले विकसित किया गया है के लिए यह आवेदनों की एक विस्तृत श्रृंखला के बाद से कभी. जब उपन्यास coronavirus दिखाई दिया, का उपयोग करने के विचार के nanosponge मंच से लड़ने के लिए यह करने के लिए आया था झांग “लगभग तुरंत,” उन्होंने कहा.

इसके अलावा करने के लिए प्रोत्साहित करने पर डेटा को निष्क्रिय करने में वायरस सेल संस्कृति, शोधकर्ताओं ध्यान दें कि nanosponges cloaked के टुकड़े के साथ बाहरी झिल्ली के मैक्रोफेज सकता है एक जोड़ा लाभ: भिगोने भड़काऊ साइटोकाइन प्रोटीन है, जो में फंसा रहे हैं के कुछ सबसे खतरनाक पहलुओं के COVID-19 और द्वारा संचालित कर रहे हैं प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया करने के लिए संक्रमण.

बनाने और परीक्षण COVID-19 nanosponges

प्रत्येक COVID-19 nanosponge-एक हजार बार की तुलना में छोटे चौड़ाई का एक मानव बाल — के होते हैं एक बहुलक लेपित कोर में कोशिका झिल्ली से निकाले या तो फेफड़ों के उपकला प्रकार द्वितीय कोशिकाओं या बृहतभक्षककोशिका कोशिकाओं. झिल्ली को कवर स्पंज के साथ सभी एक ही प्रोटीन रिसेप्टर्स के रूप में कोशिकाओं वे अभिनय-और यह स्वाभाविक भी शामिल है जो रिसेप्टर्स सार्स-CoV-2 का उपयोग करता है दर्ज करने के लिए शरीर में कोशिकाओं.

शोधकर्ताओं ने तैयार की कई अलग अलग सांद्रता के nanosponges में समाधान का परीक्षण करने के लिए के खिलाफ उपन्यास coronavirus. परीक्षण करने के लिए की क्षमता nanosponges ब्लॉक करने के लिए सार्स-CoV-2 संक्रामकता, यूसी सैन डिएगो के शोधकर्ताओं के लिए बदल गया है, एक टीम में बोस्टन विश्वविद्यालय के राष्ट्रीय उभरते संक्रामक रोगों प्रयोगशालाओं (NEIDL) प्रदर्शन करने के लिए स्वतंत्र परीक्षण. इस में बीएसएल-4 लैब — उच्चतम जैव सुरक्षा स्तर के लिए एक अनुसंधान सुविधा-शोधकर्ताओं के नेतृत्व में एंथोनी ग्रीफिथ, एसोसिएट प्रोफेसर के सूक्ष्म जीव विज्ञान पर बोस्टन चिकित्सा विश्वविद्यालय के स्कूल, परीक्षण की क्षमता के विभिन्न सांद्रता के प्रत्येक nanosponge प्रकार को कम करने के लिए संक्रामकता के लाइव सार्स-CoV-2 वायरस — एक ही तनाव है कि कर रहे हैं परीक्षण किया जा रहा है में अन्य COVID-19 चिकित्सीय और वैक्सीन अनुसंधान.

के एक एकाग्रता में 5 मिली लीटर प्रति मिलीग्राम, फेफड़ों की कोशिका झिल्ली-cloaked स्पंज हिचकते 93% के वायरल संक्रामकता के सार्स-CoV-2. अपने-cloaked स्पंज हिचकते 88% के वायरल संक्रामकता के सार्स-CoV-2. वायरल संक्रामकता का एक उपाय है की क्षमता में वायरस के प्रवेश करने के लिए मेजबान सेल और अपने संसाधनों का दोहन करने के लिए दोहराने का उत्पादन और अतिरिक्त संक्रामक वायरल कणों.

“के नजरिए से एक इम्यूनोलॉजिस्ट और virologist, के nanosponge मंच था तुरंत अपील के रूप में एक संभावित एंटीवायरल अपनी क्षमता की वजह से काम करने के लिए वायरस के खिलाफ किसी भी तरह की. इसका मतलब यह है कि विरोध के रूप में एक दवा या एंटीबॉडी हो सकता है कि बहुत विशेष रूप से ब्लॉक सार्स-CoV-2 संक्रमण या प्रतिकृति, इन कोशिका झिल्ली nanosponges हो सकता है समारोह में एक और अधिक समग्र तरीके से इलाज का एक व्यापक स्पेक्ट्रम के वायरल संक्रामक रोगों । मैं आशावादी था संदेह है कि शुरू में यह काम होगा, और फिर रोमांचित एक बार मैंने देखा कि परिणाम है और यह डूब में क्या यह मतलब हो सकता है के लिए चिकित्सीय विकास में एक पूरे के रूप में,” ने कहा कि अन्ना Honko, एक सह पहले लेखक कागज पर और एक रिसर्च एसोसिएट प्रोफेसर, सूक्ष्म जीव विज्ञान पर बोस्टन विश्वविद्यालय के राष्ट्रीय उभरते संक्रामक रोगों प्रयोगशालाओं (NEIDL).

अगले कुछ महीनों में, UC San Diego शोधकर्ताओं और सहयोगियों का मूल्यांकन करेंगे nanosponges’ प्रभावकारिता पशु मॉडल में. यूसी सैन डिएगो टीम पहले से ही दिखाया अल्पकालिक सुरक्षा में श्वसन इलाकों और फेफड़ों के चूहों. यदि और जब इन COVID-19 nanosponges में परीक्षण किया जाएगा मनुष्यों पर निर्भर करता है, कारकों की एक किस्म है, लेकिन शोधकर्ताओं आगे बढ़ रहे हैं के रूप में तेजी से संभव के रूप में.

“एक और दिलचस्प पहलू के हमारे दृष्टिकोण है कि यहां तक कि के रूप में सार्स-CoV-2 mutates, के रूप में लंबे समय के रूप में वायरस अभी भी कर सकते हैं आक्रमण कोशिकाओं हम कर रहे हैं नकल उतार, हमारे nanosponge दृष्टिकोण अभी भी काम करना चाहिए. मैं यकीन नहीं कर रहा हूँ यह कहा जा सकता है में से कुछ के लिए टीकों और चिकित्सा विज्ञान है कि वर्तमान में कर रहे हैं विकसित किया जा रहा है,” ने कहा झांग ।

शोधकर्ताओं ने यह भी उम्मीद इन nanosponges के खिलाफ काम करेगा, किसी भी नए coronavirus या यहां तक कि अन्य श्वसन वायरस सहित जो कुछ भी वायरस हो सकता है ट्रिगर अगले सांस की महामारी.

नकल उतार फेफड़ों के उपकला कोशिकाओं और प्रतिरक्षा कोशिकाओं के

चूंकि उपन्यास coronavirus अक्सर संक्रमित फेफड़ों की उपकला कोशिकाओं के रूप में पहला कदम COVID-19 संक्रमण, जांग और उनके सहयोगियों का तर्क है कि यह मतलब होगा बरसती करने के लिए एक नैनो पार्टिकल के टुकड़े में बाहरी झिल्ली के फेफड़ों के उपकला कोशिकाओं, तो देखने के लिए वायरस में धोखा दिया जा सकता पर latching के बजाय इसे एक फेफड़ों सेल.

मैक्रोफेज कर रहे हैं, जो सफेद रक्त कोशिकाओं है कि खेलने के एक प्रमुख भूमिका में सूजन है, यह भी बहुत सक्रिय रहे हैं में फेफड़ों के दौरान एक COVID-19 बीमारी है, तो झांग और उनके सहयोगियों ने बनाया एक दूसरे स्पंज में cloaked बृहतभक्षककोशिका झिल्ली.

अनुसंधान टीम की योजना का अध्ययन करने के लिए है कि क्या बृहतभक्षककोशिका स्पंज की क्षमता भी है शांत करने के लिए cytokine तूफान में COVID-19 रोगियों.

“हम करेंगे देखें, तो बृहतभक्षककोशिका nanosponges को बेअसर कर सकते हैं की अत्यधिक मात्रा में इन साइटोकिन्स के रूप में अच्छी तरह के रूप में बेअसर वायरस ने कहा,” झांग ।

का उपयोग कर बृहतभक्षककोशिका सेल टुकड़े के रूप में कपड़े बनाता है पर काम के वर्षों के लिए विकसित करने के लिए चिकित्सा पूति का उपयोग कर बृहतभक्षककोशिका nanosponges.

में प्रकाशित एक कागज में 2017 में कार्यवाही के नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज, झांग और शोधकर्ताओं की एक टीम पर यूसी सैन डिएगो से पता चला है कि बृहतभक्षककोशिका nanosponges कर सकते हैं सुरक्षित रूप से बेअसर दोनों एंडोटॉक्सिन और समर्थक भड़काऊ साइटोकिन्स के खून में चूहों. एक सैन डिएगो जैव प्रौद्योगिकी कंपनी के सह-स्थापना की झांग ने कहा Cellics चिकित्सा काम कर रहा है अनुवाद करने के लिए इस बृहतभक्षककोशिका nanosponge काम क्लिनिक में.

एक संभावित COVID-19 चिकित्सीय के COVID-19 nanosponge मंच के महत्वपूर्ण परीक्षण के आगे यह पहले वैज्ञानिकों को पता है कि क्या यह होगा एक सुरक्षित और प्रभावी उपचार वायरस के खिलाफ मनुष्यों में, झांग आगाह किया. लेकिन अगर स्पंज तक पहुँचने के चिकित्सीय परीक्षण के चरण में, वहाँ रहे हैं कई संभावित तरीके से पहुंचाने की चिकित्सा भी शामिल है कि प्रत्यक्ष वितरण में फेफड़ों के लिए intubated रोगियों के माध्यम से, एक श्वसन यंत्र के लिए की तरह दमा के रोगियों, या नसों के द्वारा, विशेष रूप से इलाज के लिए जटिलता के cytokine तूफान.

एक चिकित्सीय खुराक के nanosponges हो सकता है बाढ़ फेफड़ों के साथ एक खरब या एक से अधिक छोटे nanosponges आकर्षित कर सकता है कि वायरस से दूर स्वस्थ कोशिकाओं. एक बार वायरस के साथ बांधता, एक स्पंज “यह खो देता है, इसकी व्यवहार्यता और जनित नहीं है अब, और ऊपर ले जाया जाएगा अपने स्वयं के प्रतिरक्षा कोशिकाओं और पचता है,” ने कहा झांग ।

“मैं देख रहा हूँ की क्षमता के लिए एक निवारक उपचार, के लिए एक चिकित्सीय दिया जा सकता है कि जल्दी है, क्योंकि एक बार nanosponges पाने फेफड़ों में, वे रह सकते हैं फेफड़ों में कुछ समय के लिए,” जांग ने कहा । “अगर एक वायरस आता है, यह हो सकता है अवरुद्ध कर रहे हैं अगर nanosponges के लिए इंतज़ार कर रही है.”

बढ़ती गति के लिए nanosponges

झांग के लैब में यूसी सैन डिएगो में पहली बार बनाया झिल्ली-cloaked नैनोकणों एक दशक से अधिक पहले. इनमें से पहला nanosponges थे cloaked के टुकड़े के साथ लाल रक्त कोशिका झिल्ली. इन nanosponges कर रहे हैं विकसित किया जा रहा है के इलाज के लिए बैक्टीरियल निमोनिया और आया है के सभी चरणों के पूर्व नैदानिक परीक्षण से Cellics चिकित्सा, सैन डिएगो स्टार्टअप cofounded द्वारा झांग । कंपनी में वर्तमान में है, प्रस्तुत करने की प्रक्रिया investigational नई औषध (इंडस्ट्रीज़) आवेदन करने के लिए एफडीए के लिए अपने नेतृत्व के उम्मीदवार: लाल रक्त कोशिका nanosponges के उपचार के लिए मेथिसिलिन-प्रतिरोधी स्ताफ्य्लोकोच्चुस (मरसा) निमोनिया. कंपनी का अनुमान पहले के रोगियों में चिकित्सीय परीक्षण किया जाएगा dosed अगले वर्ष है.

UC San Diego शोधकर्ताओं ने यह भी दिखाया है कि nanosponges वितरित कर सकते हैं दवाओं के लिए एक घाव साइट; शराबी बैक्टीरियल विषाक्त पदार्थों को ट्रिगर है कि पूति; और अवरोधन एचआईवी से पहले यह संक्रमित कर सकते हैं मानव टी कोशिकाओं.

बुनियादी निर्माण के लिए इन में से प्रत्येक के nanosponges एक ही है: एक biodegradable, एफडीए-अनुमोदित कोर बहुलक लेपित है में एक विशिष्ट प्रकार की कोशिका झिल्ली, इतना है कि यह हो सकता है के रूप में प्रच्छन्न एक लाल रक्त कोशिका या एक प्रतिरक्षा टी सेल या एक प्लेटलेट सेल. के cloaking प्रतिरक्षा प्रणाली रहता है से खोलना और हमला कणों के रूप में खतरनाक आक्रमणकारियों.

“मुझे लगता है कि कोशिका झिल्ली के टुकड़े के रूप में सक्रिय तत्व. यह एक अलग तरह की तलाश में नशीली दवाओं के विकास,” ने कहा झांग । “के लिए COVID-19, मुझे आशा है कि अन्य टीमों के साथ आने के लिए सुरक्षित और प्रभावी उपचार और टीकों के रूप में जल्द ही के रूप में संभव है. एक ही समय में, हम काम कर रहे हैं और योजना के रूप में अगर दुनिया पर भरोसा है हमें.”



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