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Le modèle du Nanoparticle SARS-CoV-2 a pu potentiellement accélérer la recherche des médicaments

Une équipe des scientifiques du centre national pour avancer les sciences de translation (NCATS) et le laboratoire de recherche naval (NRL) à Washington, C.C, a développé un outil neuf qui imite comment SARS-CoV-2 -- le virus qui entraîne COVID-19 -- infecte une cellule, l'information qui pourrait potentiellement accélérer la recherche des demandes de règlement contre la maladie.

L'outil est une sonde fluorescente de nanoparticle qui emploie la protéine de pointe sur la surface de SARS-CoV-2 pour gripper aux cellules et pour déclencher le procédé qui tire le virus dans la cellule. La sonde a pu être employée dans les tests pour mesurer rapidement la capacité du biologics, des médicaments et des composés de bloquer le virus réel d'infecter des cellules humaines. Les découvertes des chercheurs sont apparues 26 août en ligne dans le nano d'ACS.

Notre objectif est de produire un système d'examen critique pour trouver les composés qui bloquent SARS-CoV-2 de gripper aux cellules et de les infecter. »

Kirill Gorshkov, Ph.D., scientifique de translation à NCATS et auteur Co-correspondant de l'étude

Cependant, utilisant le virus réel dans de telles études d'examen critique soyez difficile et exigeriez les installations spéciales. Au lieu de cela, Gorshkov et Eunkeu oh, Ph.D., un biophysicien de recherches à NRL et Co ? l'auteur correspondant de l'étude, et leurs collègues ont voulu employer des nanoparticles pour imiter le fonctionnement viral de gripper à et d'envahir la cellule humaine d'hôte.

Les chercheurs de NCATS et de NRL ont collaboré pour concevoir et vérifier la sonde, combinant leur technique complémentaire règle pour fournir des résultats bien plus tôt les efforts de recherche qu'indépendants auraient. L'équipe de NRL, aboutie par le maçon Wolak, Ph.D., un expert en matière de nanomaterials optiques, a remonté la collaboration initiale.

« Nous à NRL sommes des experts en matière de nanoparticles, et les chercheurs de NCATS sont des experts en matière de dépistage des drogues utilisant les systèmes cellulaires, » expliqué oh. « Ainsi, c'était la correspondance parfaite. »

Pour produire la sonde, les scientifiques de NRL ont établi un nanoparticle fluorescent appelé un point de tranche de temps, façonné du cadmium et du sélénium. À environ 10 nanomètres dans la taille, ces nanoparticles sphériques sont 3.000 fois plus petits que la largeur des cheveux.

L'équipe de recherche de NCATS-NRL a alors clouté les surfaces des points de tranche de temps avec une partie de la protéine de la pointe SARS-CoV-2 qui grippe au récepteur de l'enzyme de conversion de l'angiotensine 2 (ACE2) sur des cellules humaines. Le syndicat de la protéine de pointe avec ACE2 est la première étape dans la voie au viral infection.

La lueur des points de tranche de temps permet à des scientifiques de suivre le comportement des points sous un microscope. « Puisqu'ils sont de tels objectifs fluorescents lumineux, les points de tranche de temps nous donnent un système puissant à la pièce d'assemblage virale de piste et des effets sur la cellule en temps réel, » Gorshkov expliqué.

Les chercheurs suivis comment les sondes de point de tranche de temps ont agi l'un sur l'autre avec les cellules humaines qui ont ACE2 sur leurs surfaces. Ils ont observé l'attache de sondes de nanoparticle à ACE2, qui a combiné avec les sondes et les a tirées dans les cellules. Les sondes de point de tranche de temps ont fait la même chose dans une lignée cellulaire de poumon utilisée généralement dans des analyses de coronavirus. Les caractéristiques de sécurité ont prouvé que les sondes n'étaient pas toxiques aux cellules de test aux concentrations et aux durées d'exposition utilisées dans l'étude.

Les points de tranche de temps ont suivi la voie SARS-CoV-2 dans des cellules, mais l'équipe de recherche a trouvé que les sondes ont également imité le virus en présence des anticorps. Les anticorps sont des protéines effectuées par le système immunitaire qui peut neutraliser des virus tels que SARS-CoV-2. Les anticorps prouvés pour être les inhibiteurs efficaces du point de tranche de temps sonde aussi bien, les empêchant de gripper à ACE2 et présentant des cellules humaines.

Que la réaction des anticorps signifie les sondes de point de tranche de temps pourrait aider des chercheurs rapidement à vérifier la capacité des agents thérapeutiques potentiels de bloquer le virus de présenter et d'infecter des cellules. Les analyses utilisant les sondes pourraient également déterminer les concentrations auxquelles des demandes de règlement potentielles peut en toute sécurité et effectivement bloquer l'infection.

« Utilisant les points de tranche de temps, nous pourrions produire des tests pour employer dans le dépistage des drogues et pour doper repurposing, utilisant des bibliothèques des composés qui ont l'activité mais qui également sont reconnus par les États-Unis Food and Drug Administration, » Gorshkov a dit. De « telles analyses ont pu rapidement recenser promettant, des demandes de règlement sûres pour COVID-19. »

ACE2 peut ne pas être les seuls objectifs du récepteur SARS-CoV-2, et le modèle flexible de la sonde de point de tranche de temps permettra à des chercheurs d'échanger dedans les pointes qui grippent à d'autres récepteurs. Avec la sonde, les chercheurs pourraient également vérifier comment les mutations dans la modification de pointe la voie le virus se comporte -- et à quel point travail de demandes de règlement -- en ajoutant les pointes mutées à la tranche de temps pointille.

Au delà de SARS-CoV-2, les chercheurs pourraient réviser la sonde de nanoparticle pour imiter d'autres virus et pour indiquer leurs voies à l'infection. Les sondes de point de tranche de temps pourraient également être utiles quand des traitements potentiels de contrôle pour d'autres maladies, Gorshkov a dit. Les points de tranche de temps pourraient également livrer des médicaments directement aux cellules, rétrécissant la demande de règlement aux types spécifiques de cellules, les organes ou les cancers.

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.