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Os pesquisadores desenvolvem pontas de prova não-infecciosas do nanoparticle para estudar SARS-CoV-2

Cientistas e pesquisadores no laboratório de investigação naval dos E.U. e no centro nacional para avançar as ciências Translational (NCATS), submetidos seus resultados a ACS Nano, um jornal científico par-revisto mensal, em sua colaboração para desenvolver as pontas de prova do nanoparticle SARS-CoV-2 que são usadas para estudar interacções fundamentais entre proteínas do ponto SARS-CoV-2 e pilhas humanas.

Os pesquisadores desenvolvem pontas de prova não-infecciosas do nanoparticle para estudar SARS-CoV-2

Aqui nós vemos os ligamentos ACE2 de QD608-RBD e induzimos o endocytosis. Nesta figura, o painel superior mostra ACE2-GFP (amarelo) que expressa as pilhas que ligam e que interiorizam QD608-RBD (magenta). No painel inferior, um inibidor é adicionado para impedir a ligação de QD608-RBD a ACE2-GFP, e a presença de ACE2-GFP na superfície da pilha é forte com o pouco a nenhum QD608-RBD visível. Cientistas no laboratório de investigação naval dos E.U. e no centro nacional para avançar as ciências Translational (NCATS), publicados seus resultados em ACS Nano, um jornal científico par-revisto mensal, em sua colaboração para desenvolver as pontas de prova do nanoparticle SARS-CoV-2 que são usadas para estudar interacções fundamentais entre proteínas do ponto SARS-CoV-2 e pilhas humanas. Crédito de imagem: Centro nacional para avançar ciências Translational

O manuscrito, aceitado o 18 de agosto, é intitulado “o ponto SARS-CoV-2 Ponto-Conjugado quantum Pseudo--Virions permite o seguimento do Angiotensin da superfície da pilha de anfitrião que converte a enzima ligação e Endocytosis de 2.” SARS-CoV-2 é sabido para anexar ao angiotensin que converte os receptors da enzima 2 (ACE2) através de suas proteínas externos do “ponto”, que cobrem a superfície, que o vírus se usa para ligar com e incorporar pilhas humanas.

Nós desenvolvemos pseudo--virions nanoparticle-baseado esse ligamento à pilha de anfitrião e seguimo-nos dentro das pilhas sem ser contagiosos. Isto abre uma oportunidade de expandir a mesma estratégia às várias doenças infecciosas.”

Eunkeu oh, Ph.D., biofísico de NRL

Junto com pesquisadores em NCATS, parte dos institutos de saúde nacionais (NIH), trabalharam para desenvolver pontas de prova não-infecciosas para estudar SARS-CoV-2, que é o vírus causal da pandemia COVID-19 actual.

“Põe simplesmente, manter o vírus fora das pilhas impede que replicating, propagando, e infecção do agravamento,” disse o pedreiro Wolak, Ph.D., cabeça activa da secção óptica dos Nanomaterials de NRL. “Os objectivos últimos da colaboração são esclarecer os mecanismos fundamentais por que SARS-CoV-2 causa a infecção e seleccionar e identificar drogas potenciais para inibir estes mecanismos.”

Uma coisa que fascinou os cientistas era a potência dos nanoparticles do ponto do quantum para induzir a translocação de ACE2 da membrana de pilha ao interior da pilha com um processo chamado endocytosis. Kirill Gorshkov, Ph.D., um cientista da pesquisa de NCATS, disse experiências obstruir a internalização impedida endocytosis do complexo do pseudovirus e do receptor ACE2 do ponto do quantum.

“Quando nós tivemos alguma ideia que esta era possível, a extensão a que isto ocorreu com as quantidades muito baixas de ponto do quantum pseudo--virions sugeridas nós tivemos um sistema poderoso para seguir o acessório viral e os efeitos na pilha no tempo real, desde que estes pontos do quantum são fluorescentes,” disse Gorshkov.

As pontas de prova do nanoparticle desenvolvidas em NRL são compreendidas das subunidades da proteína do ponto múltiplo anexadas à superfície de um núcleo luminescente do ponto do quantum.

“Nós referimos estas pontas de prova como “Pseudo--virions” porque aproximam a forma do vírus SARS-CoV-2 ao igualmente imitar suas interacções fisiológicos com pilhas humanas,” disse Wolak. A “luz emissora do Pseudo--virions permite o seguimento spatiotemporal de sua interacção com pilhas humanas.”

Wolak foi sobre dizer que ligando a ACE2 está visto como o passo inicial do vírus para a infecção celular. A inibição bem sucedida deste emperramento é uma extremamente prioritária na busca para que as intervenções terapêuticas abrandem o impacto da pandemia na saúde militar e pública.

“Proteger a saúde de warfighters distribuídos é primordial assegurar a prontidão da missão e para manter a prontidão da frota,” disse Wolak. Os “barcos da Armada representam “os quartos finais do fim da parte dos warfighters do sistema fechado” - onde se afastar social é quase impossível de reforçar realìstica. Isto conduz às circunstâncias que são maduras para as manifestações rápidas e extensivas, tais como essa relatada no USS Theodore Roosevelt, que ameaçam o sucesso da missão.”

NRL e NCATS são actualmente de projecto e de teste a possibilidade de testes celulares da imagem lactente da alto-produção seleccionar bibliotecas inteiras de agentes terapêuticos para a inibição do emperramento Spike/ACE2 e da internalização.

“Isto igualmente abriu a porta para o teste da alto-produção das drogas novas descobertas pelas outras aproximações em NCATS, cruz-para validar os compostos com nosso sistema, e para testar as modalidades terapêuticas completamente novas desenvolvidas em NCATS e em outra parte em ambos bioquìmica em NRL, e em ensaios baseados em celulas em NCATS,” disse Gorshkov.

Estes testes, realizados em NCATS, permitiriam selecionando de até 1.536 alvos da droga pela experiência.

“Nossa equipe em NRL traz a experiência da mundo-classe no campo do ponto/nanoparticles do quantum para aplicações biológicas,” disse oh. “Fundir nossos recursos com a experiência da equipe de NCATS conduziu à pesquisa que não poderia ser feita por uma equipe no seus próprios.”

Uma pesquisa mais adicional é planeada investigar o mecanismo que aumenta o infectiousness de SARS-CoV-2 com proteínas transformadas do ponto. A equipe de NRL/NCATS igualmente planeia explorar a possibilidade de usar o pseudo--virions para a entrega intracelular local-específica da droga para fins de interromper mecanismos da réplica SARS-CoV-2.

Wolak disse, “é muito importante notar que a Ponto-contenção pseudo--virion tem o potencial para a aplicação larga da entrega intracelular da droga combater não somente COVID19, mas toda a doença essa pilhas de alvos com os receptors ACE2.”

Gorshkov disse, espera que a pesquisa excita e estimula a próxima geração dos pesquisadores futuros empreender uma viagem da exploração.

Eu espero saques desta história contratar mentes novas no reino do que é possível quando os povos trabalham junto, ambos scientifically e de outra maneira. Forjando estes relacionamentos fortes, nós podemos synergize nossos esforços e vir às soluções novas completamente das perspectivas distintas e dos pontos de vista.”

Kirill Gorshkov, Ph.D., cientista da pesquisa de NCATS

Source:
Journal reference:

Gorshkov, K., et al. (2020) Quantum Dot-Conjugated SARS-CoV-2 Spike Pseudo-Virions Enable Tracking of Angiotensin Converting Enzyme 2 Binding and Endocytosis. ACS Nano. doi.org/10.1021/acsnano.0c05975.