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nanoweapons antimicrobiens basés sur carbone pour combattre COVID-19

Dans un article synoptique récent publié dans le nano du tourillon ACS, les chercheurs interdisciplinaires de l'autre côté du monde ont évalué le rôle des nanomaterials basés sur carbone (CBNs), tels que le fullerene, les points de carbone, le graphene, et leurs dérivés en tant que solutions de rechange prometteuses pour combattre COVID-19 (la maladie 2019 de coronavirus) et d'autres infections microbiennes. En raison du mode principalement matériel de l'action de CBNs, il y a un à faible risque de la résistance antimicrobienne et d'un large spectre d'activité antimicrobienne.

Dans cette révision, les chercheurs présents CBNs avec l'activité antivirale contre 13 virus ARN monocatenaires enveloppés de positif-sens, y compris le coronavirus 2 (SARS-CoV-2) de syndrôme respiratoire aigu sévère, l'agent étiologique de COVID-19.

L'exposition de CBNs inférieure ou aucune toxicité aux êtres humains et ne sont pour cette raison thérapeutique prometteuse contre la pneumonie COVID-19 complexe et d'autres virus, bactéries, et champignons, y compris ceux qui sont multirésistants, les chercheurs mettent en valeur.

« Les matériaux alternatifs tels que CBNs avec l'activité antimicrobienne à large spectre intrinsèque représentent une option prometteuse qui surmonterait probablement le problème microbien de résistance dû à leurs mécanismes antimicrobiens différentiels. »

La manifestation universelle récente de SARS-CoV-2 a entraîné plus de 176 millions d'infections et plus de 3,8 millions de morts mondial. Sans des options thérapeutiques couronnées de succès, la pandémie continue à entraîner la morbidité significative et la mortalité. La maladie COVID-19 est associée à la pneumonie et au syndrome de détresse respiratoire aigu viraux (ARDS).

Tandis que les chercheurs notaient l'infliction du virus en entraînant COVID-19 modéré et sévère, ils ont également mis en valeur l'écart et la coexistence rapides de SARS-CoV-2 avec une large gamme d'autres types de micros-organismes cliniquement appropriés, y compris ceux qui sont multirésistants. La pneumonie est effrénée avec la résistance aux antibiotiques.

Avec la résistance aux antibiotiques dans la demande de règlement de pneumonie bactérienne, le scénario actuel constitue une situation potentiellement mortelle aux êtres humains. Il est rapporté que CBNs apparaissent en tant qu'options prometteuses qui ont montré l'activité antivirale efficace contre une large gamme de virus ARN monocatenaires enveloppés de positif-sens, y compris le SARS-CoV-2.

« En outre, ils exercent une action de biocide efficace contre un éventail grand des bactéries, virus, et les champignons, y compris des tensions multirésistantes, » les chercheurs ajoutés.

Ils proposés le CBNs comme prochain rétablissement des antimicrobiens. Bien que d'autres nanomaterials tels que l'argent, le cuivre, le titane, ou les nanoparticles de zinc montrent les propriétés antimicrobiennes à large spectre efficaces, là existe résistance microbienne à ces nanomaterials et toxicité élevée aux cellules mammifères.

CBNs ont de seules propriétés : surface très élevée, excellent élém. élect. et conduction thermique, biocompatibility, et également la possibilité à combiner avec des polymères conçus pour développer les composés antimicrobiens avancés de matière biologique. Ceux-ci rendent le CBNs pour être les candidats potentiels pour la thérapeutique à long terme.

Dans un schéma, les chercheurs également présents comment le CBNs en combination avec GCS (cellules souche mésenchymateuses) ont le potentiel de viser les événements pathophysiologiques (pendant une infection SARS-CoV-2), agissant en tant que stratégie alternative pour soigner les patients COVID-19. Ils proposés l'utilisation de CBNs en combination avec des traitements de cellule souche pour la régénération de tissu aussi bien.

Les chercheurs ont analysé les propriétés antivirales de CBNs individuellement, avec chaque structure basée sur carbone différente, telle que le fullerene (une forme allotropique zéro-dimensionnelle), les points de carbone (ou les points de tranche de temps de carbone), le graphene (CBNs bidimensionnel), et les dérivés contre 13 virus ARN monocatenaires enveloppés de positif-sens, tels que SARS-CoV-2. Les chercheurs ont récapitulé la liste d'études sous une forme sous forme de tableaux.

Tandis que le CBNs sont les nanomaterials prometteurs en tant qu'agents antiviraux alternatifs, leur mécanisme d'action toujours n'est pas compris complet. Les chercheurs ont discuté le mécanisme possible de chaque CBNs dans la révision, mentionnant les propriétés immunostimulatory et suivi des aspects toxicologiques.

« CBNs a pu fonctionner directement contre la particule de virus à côté de déformer l'enveloppe ou l'organisme de capsid ; supplémentaire, ils peuvent exercer un effet stérique d'obstacle en occupant matériel un site catalytique d'une enzyme virale essentielle ou une cavité de récepteur, » a observé les chercheurs.

En conclusion, les chercheurs ont mis en valeur l'activité antivirale prometteuse de CBNs contre les 13 virus enveloppés (HCoV, PRRSV, PEDV, HIV-1, HIV-2, FCoV, JEV, paramètre autodéfini, M-MuLV, ZIKV, DENV, VHC, et SARS-CoV-2), tous les virus ARN monocatenaires de positif-sens appartenant au groupe de Baltimore IV. Ils appellent ces derniers CBNs « nanoweapons antimicrobiens » qui peut être utilisé pour combattre SARS-CoV-2 et d'autres types des virus, des bactéries, ou de champignons entraînant la pneumonie, mettant l'accent sur les tensions multirésistantes.

« Comme approche révolutionnaire de technologie pour traiter COVID-19, ces la thérapeutique basée sur carbone peut fournir une percée significative, car ces nanomaterials permettent la désignation d'objectifs des éditions microbiennes de résistance et peuvent potentiellement induire la régénération de tissu en même temps. »

Journal reference:
  • Carbon-Based Nanomaterials: Promising Antiviral Agents to Combat COVID-19 in the Microbial-Resistant Era, Ángel Serrano-Aroca, Kazuo Takayama, Alberto Tuñón-Molina, Murat Seyran, Sk. Sarif Hassan, Pabitra Pal Choudhury, Vladimir N. Uversky, Kenneth Lundstrom, Parise Adadi, Giorgio Palù, Alaa A. A. Aljabali, Gaurav Chauhan, Ramesh Kandimalla, Murtaza M. Tambuwala, Amos Lal, Tarek Mohamed Abd El-Aziz, Samendra Sherchan, Debmalya Barh, Elrashdy M. Redwan, Nicolas G. Bazan, Yogendra Kumar Mishra, Bruce D. Uhal, and Adam Brufsky, ACS Nano 2021 15 (5), 8069-8086, DOI: 10.1021/acsnano.1c00629, https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c00629
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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