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O modelo do Nanoparticle SARS-CoV-2 podia potencial apressar a busca para drogas

Uma equipe dos cientistas do centro nacional para avançar as ciências Translational (NCATS) e o laboratório de investigação naval (NRL) em Washington, C.C., desenvolveu uma nova ferramenta que imitasse como SARS-CoV-2 -- o vírus que causa COVID-19 -- contamina uma pilha, a informação que poderia potencial apressar a busca para tratamentos contra a doença.

A ferramenta é uma ponta de prova fluorescente do nanoparticle que use a proteína do ponto na superfície de SARS-CoV-2 para ligar às pilhas e para provocar o processo que puxa o vírus na pilha. A ponta de prova podia ser usada nos testes para calibrar ràpida a capacidade do biologics, das drogas e dos compostos para obstruir o vírus real de contaminar pilhas humanas. Os resultados dos pesquisadores apareceram o 26 de agosto em linha em ACS Nano.

Nosso objetivo é criar um sistema de selecção para encontrar os compostos que obstruem SARS-CoV-2 da ligação às pilhas e das contaminar.”

Kirill Gorshkov, Ph.D., cientista translational em NCATS e autor co-correspondente do estudo

Contudo, usar o vírus real em tais estudos da selecção seria difícil e exigiria facilidades especiais. Em lugar de, Gorshkov e Eunkeu oh, Ph.D., um biofísico da pesquisa em NRL e co? o autor correspondente do estudo, e seus colegas quiseram usar nanoparticles para imitar a função viral da ligação a e de invadir a pilha humana do anfitrião.

Os pesquisadores de NCATS e de NRL colaboraram para projectar e testar a ponta de prova, combinando sua habilidade complementar ajusta-se para entregar distante mais logo resultados os esforços de pesquisa do que separados teriam. A equipe de NRL, conduzida pelo pedreiro Wolak, Ph.D., um perito em nanomaterials ópticos, uniu a colaboração inicial.

“Nós em NRL somos peritos nos nanoparticles, e os pesquisadores de NCATS são peritos na selecção da droga usando sistemas celulares,” explicado oh. “Assim, era o fósforo perfeito.”

Para criar a ponta de prova, os cientistas de NRL construíram um nanoparticle fluorescente chamado um ponto do quantum, formado do cádmio e do selênio. Ao redor de 10 nanômetros em tamanho, estes nanoparticles esféricos são 3.000 vezes menores do que a largura de um cabelo humano.

A equipa de investigação de NCATS-NRL encheu então as superfícies dos pontos do quantum com uma secção da proteína do ponto SARS-CoV-2 que liga ao receptor deconversão da enzima 2 (ACE2) em pilhas humanas. A união da proteína do ponto com ACE2 é a primeira etapa no caminho à infecção viral.

O fulgor dos pontos do quantum permite que os cientistas sigam o comportamento dos pontos sob um microscópio. “Porque são tais objetos fluorescentes brilhantes, os pontos do quantum dão-nos um sistema poderoso ao acessório viral da trilha e efeitos na pilha no tempo real,” Gorshkov explicado.

Os investigador seguidos como as pontas de prova do ponto do quantum interagiram com as pilhas humanas que têm ACE2 em suas superfícies. Olharam o anexo das pontas de prova do nanoparticle a ACE2, que combinou com as pontas de prova e as puxou nas pilhas. As pontas de prova do ponto do quantum fizeram o mesmos em uma linha celular do pulmão de uso geral em ensaios do coronavirus. Os dados da segurança mostraram que as pontas de prova não eram tóxicas às pilhas do teste nas concentrações e nos tempos de exposição usados no estudo.

Os pontos do quantum seguiram o caminho SARS-CoV-2 em pilhas, mas a equipa de investigação encontrou que as pontas de prova igualmente imitaram o vírus na presença dos anticorpos. Os anticorpos são proteínas feitas pelo sistema imunitário que pode neutralizar vírus tais como SARS-CoV-2. Os anticorpos provaram ser inibidores poderosos das pontas de prova do ponto do quantum também, impedindo que liguem a ACE2 e incorporando pilhas humanas.

Que a resposta do anticorpo significa as pontas de prova do ponto do quantum poderia ajudar pesquisadores ràpida a testar a capacidade de agentes terapêuticos potenciais para obstruir o vírus de incorporar e de contaminar pilhas. Os ensaios que usam as pontas de prova igualmente poderiam determinar as concentrações em que tratamentos potenciais pode com segurança e eficazmente obstruir a infecção.

“Usando os pontos do quantum, nós poderíamos criar testes para usar-se na selecção da droga e para drogar repurposing, usando bibliotecas dos compostos que têm a actividade mas que são aprovados igualmente pelos E.U. Food and Drug Administration,” Gorshkov disse. “Tais ensaios podiam ràpida identificar prometendo, tratamentos seguros para COVID-19.”

ACE2 não pode ser os únicos alvos do receptor SARS-CoV-2, e o projecto flexível da ponta de prova do ponto do quantum permitirá que os pesquisadores troquem dentro os pontos que ligam a outros receptors. Com a ponta de prova, os pesquisadores igualmente poderiam testar como as mutações na mudança do ponto a maneira o vírus se comportam -- e como os tratamentos bons trabalham -- adicionando os pontos transformados ao quantum pontilha.

Além de SARS-CoV-2, os pesquisadores poderiam revisar a ponta de prova do nanoparticle para imitar outros vírus e para revelar seus caminhos à infecção. As pontas de prova do ponto do quantum igualmente poderiam ser úteis quando terapias potenciais de teste para outras doenças, Gorshkov disse. Os pontos do quantum igualmente puderam entregar drogas directamente às pilhas, reduzindo o tratamento aos tipos específicos da pilha, os órgãos ou os cancros.

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.