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Ingegnere “Nanotraps„ dei ricercatori quell'infezione del blocco SARS-CoV-2

È ben noto che il coronavirus 2 (SARS-CoV-2), l'agente eziologico di sindrome respiratorio acuto severo della pandemia di malattia 2019 di coronavirus (COVID-19), invade la cellula ospite umana attraverso la sua proteina della punta. Questa proteina si impegna con i ricevitori dell'enzima di conversione dell'angiotensina 2 (ACE2) sulla cellula umana, permettendo al virus di infiltrarsi e dirottare nei sui meccanismi metabolici allo scopo della replicazione virale.

Studio: Nanotraps per il contenimento e la distanza di SARS-CoV-2. Credito di immagine: NIAID/Flickr
Studio: Nanotraps per il contenimento e la distanza di SARS-CoV-2. Credito di immagine: NIAID/Flickr

Un nuovo nanomedicine, chiamato “Nanotraps„ - una famiglia delle particelle nano-permesse a dell'virus-intrappolamento - è stato sviluppato da un gruppo dei ricercatori all'università di Chicago, U.S.A. Queste nanoparticelle sono destinate per bloccare l'interazione della punta protein-ACE2 e per avviare i macrofagi per inghiottire e rimuovere il virus senza essere infettate.

Il gruppo di ricerca functionalized le nanoparticelle con anticorpi di neutralizzazione recombinanti le proteine ACE2 o anti-SARS-CoV-2 e fosfatidilserine fagocitosi-specifiche per rendere questi Nanotraps. Questo Nanotraps biodegradabile efficacemente ha catturato SARS-CoV-2 e completamente ha bloccato l'infezione SARS-CoV-2 alle linee cellulari umane di ACE2-expressing ed alle celle primarie del polmone.

I risultati di questo gruppo recentemente sono stati pubblicati sul " server " della pubblicazione preliminare del bioRxiv*.

Che cosa sono “Nanotraps„ e come essi funzionano?

Il gruppo di ricerca interdisciplinare ha costruito un nucleo polimerico acido (FDA) polilattico Amministrazione-approvato della droga e dell'alimento (PLA), uno shell del liposoma, gli anticorpi di superficie di ACE2/neutralizing ed i leganti della fosfatidilserina per inventare il Nanotrap.

La progettazione del nostro Nanotraps è stata ispirata dalla capacità delle celle del tumore di secernere i exosomes PD-L1, che legano a e sopprimono le funzioni immuni a cellula T e così impediscono l'uccisione e la distanza delle celle del tumore.„

Le strutture del Nanotraps sintetizzato erano sferiche e monodispersed. Comunque le cellule di mammiferi più piccolo, queste nanoparticelle erano abbastanza grandi legare a parecchi virions SARS-CoV-2.

I ricercatori hanno aumentato il ACE2 o gli anticorpi di neutralizzazione sul Nanotraps a contenimento selettivo del virus dell'obiettivo rispetto al ACE2 che esprime le cellule ospiti. Il Nanotraps ha superato le controparti solubili dell'anticorpo o di ACE2 per catturare e contenere SARS-CoV-2.

Dopo avere contenuto il virus, il gruppo ha mirato a rimuoverlo via la fagocitosi macrofago-mediata. Hanno usato i leganti della fosfatidilserina sulle nanoparticelle. I rivestimenti della fosfatidilserina migliorano l'assorbimento delle nanoparticelle liposomiche dai macrofagi. Il virus pseudotyped ed autentico entrambi phagocytosed, è rimosso in vitro.

I nostri esperimenti di neutralizzazione in vitro hanno dimostrato che il nostro Nanotraps non solo ha servito da spugna catturare e contenere SARS-CoV-2 ma egualmente hanno utilizzato il macchinario di sterilizzazione e della fagocitosi dei macrofagi per difendere le cellule ospiti dall'infezione.„

Una volta provate ad entrata pseudotyped SARS-CoV-2 in ACE2- suscettibile che overexpressing le celle di HEK293T, le celle epiteliali A549 del polmone e le celle primarie umane del polmone come pure l'infezione autentica SARS-CoV-2 delle celle di Vero E6, i ricercatori hanno osservato che questo Nanotraps completamente ha bloccato il virus.

Ancora, i ricercatori egualmente hanno dimostrato un profilo eccellente di sicurezza biologica del Nanotraps in vitro (coltura cellulare) e in vivo (amministrazione endotracheale di Nanotraps ai mouse immunocompetent). I ricercatori non hanno trovato differenza fra i mouse Nanotraps-trattati ed i comandi.

Per concludere, egualmente hanno dimostrato il Nanotraps che inibisce l'infezione pseudotyped SARS-CoV-2 in polmoni erogatori umani dei polmoni (sano, non transplantable) umani in tensione facendo uso ex vivo di un sistema di aspersione (EVLP) del polmone.

Progettazione, sintesi e caratterizzazione schematiche di Nanotraps per SARS-CoV-2. (A) Illustrazione schematica che mostra il trattamento del Nanotraps con la memoria polimerica ricoperta di doppio strato lipidico functionalized con proteina ACE2/che neutralizza anticorpo. A seguito dell
Progettazione, sintesi e caratterizzazione schematiche di Nanotraps per SARS-CoV-2. (A) Illustrazione schematica che mostra il trattamento del Nanotraps con la memoria polimerica ricoperta di doppio strato lipidico functionalized con proteina ACE2/che neutralizza anticorpo. A seguito dell'amministrazione endotracheale, Nanotraps efficientemente ha accumulato ed intrappolato il virionsin SARS-CoV-2 il tessuto polmonare che forma i complessi del virus-Nanotrap, che possono essere rimossi dai macrofagi via la fagocitosi, quindi bloccante cellentry virale. (B-C) scattering leggero dinamico (misure di potenziale Zeta e di B) (C) durante le fasi differenti del preparato di Nanotrap. (D) immagini fluorescenti del Nanotraps pronto con la memoria polimerica di PLA (ha fatto, rosso) e ACE2 (anti-ACE2-AF488, verde). La barra del disgaggio rappresenta il µm 5. Le linee punteggiate rappresentano il profilo video del tracciato qui sotto. Immagini (E-F) di Pseudocolored SEM di Nanotraps da solo (E, arancio) o con SARS-CoV-2 lo pseudovirus (F, ciano). Per prevedere meglio la selettività per l'associazione virale, più grande Nanotraps era imaged. La barra del disgaggio rappresenta 300 nanometro.

Riassumendo, i ricercatori qui presentano Nanotraps, un nuovo nanomedicine, per l'inibizione di infezione SARS-CoV-2.

Che cosa sono le implicazioni?

SARS-CoV-2 finora ha infettato oltre 104 milione di persone e sostenuto oltre 2,25 milione vite. Mentre la logistica della vaccinazione di massa ancora sta rivestenda di ferro fuori nelle maggiori parte del mondo, gli interventi non farmaceutici (NPIs) - come distanziare sociale, mandati della maschera di protezione, distanziare di fisico medica o del sociale e regionale o lockdowns nazionali - rimangono la strategia dominante di diminuzione per la limitazione della trasmissione SARS-CoV-2 ed infezione.

Ad un passo senza precedenti, i candidati vaccino SARS-CoV-2 stanno sviluppandi per impedire l'infezione. Alcuni già sono stati approvati e stanno amministrandi in alcune parti del mondo a dati demografici mirati a che sono particolarmente vulnerabili a COVID-19 severo. Ma l'immunità globale del gregge per una miriade di ragioni economiche, sociali e pratiche rimane una prospettiva distante. L'individuazione del modo efficace di trattare quelli con la malattia severa o critica, poi, rimane una priorità globale di salute pubblica.

Malgrado gli sforzi di ricerca tremendi per svilupparsi o la terapeutica del repurpose contro l'infezione, tuttavia, una medicina sicura, efficace e mirata a di trattare l'infezione deve ancora essere approvata e srotolata. Le opzioni terapeutiche attuali per i pazienti COVID-19 posano molte sfide ed il loro effetto su risultato di malattia non è spesso come previsto. I ricercatori in questo studio offrono così una risposta potenziale a questo dilemma stampante di salute pubblica di preoccupazione globale.

Il loro studio presenta un nanomedicine che è sicuro, efficace, biocompatibile, pronto per fabbricazione in serie e conveniente ad usare efficacemente per contenere e chiaro SARS-CoV-2 per la prevenzione ed il trattamento di COVID-19.

In un momento in cui la comunità scientifica globale è ancora sulla caccia per i antivirals sicuri, efficaci e mirati a contro l'infezione SARS-CoV-2, i risultati iniziali di promessa dei ricercatori' - sia in vitro che in vivo - potrebbero presentare bene i risultati iniziali su un candidato terapeutico cacciagione-cambiante.

Avviso *Important

il bioRxiv pubblica i rapporti scientifici preliminari che pari-non sono esaminati e, pertanto, non dovrebbero essere considerati conclusivi, guida la pratica clinica/comportamento correlato con la salute, o trattato come informazioni stabilite.

Journal reference:
Dr. Ramya Dwivedi

Written by

Dr. Ramya Dwivedi

Ramya has a Ph.D. in Biotechnology from the National Chemical Laboratories (CSIR-NCL), in Pune. Her work consisted of functionalizing nanoparticles with different molecules of biological interest, studying the reaction system and establishing useful applications.

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