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nanoweapons antimicrobianos Carbono-basados para luchar COVID-19

En una crítica reciente publicada en el gorrón ACS nano, los investigadores interdisciplinarios de enfrente del mundo evaluaron el papel de nanomaterials carbono-basados (CBNs), tales como fullerene, puntos del carbono, graphene, y sus derivados como opciones prometedoras para combate COVID-19 (enfermedad 2019 del coronavirus) y otras infecciones microbianas. Debido a la manera principal física de la acción de CBNs, hay un poco arriesgado de la resistencia antimicrobiana y de una amplia gama de la actividad antimicrobiana.

En esta revista, los investigadores presentados CBNs con actividad antivirus contra 13 virus de una sola fila envueltos del ARN del positivo-sentido, incluyendo el coronavirus 2 (SARS-CoV-2) de la neumonía asiática, el agente etiológico de COVID-19.

La demostración de CBNs inferior o no hay toxicidad a los seres humanos y por lo tanto terapéutica prometedora contra la pulmonía COVID-19 compleja y otros virus, bacterias, y los hongos, incluyendo los que sean multidrug-resistentes, los investigadores destacan.

Los “materiales alternativos tales como CBNs con actividad antimicrobiana del amplio-espectro intrínseco representan una opción prometedora que superaría probablemente el problema microbiano de la resistencia debido a sus mecanismos antimicrobianos diferenciados.”

El brote pandémico reciente de SARS-CoV-2 ha causado sobre 176 millones de infecciones y sobre 3,8 millones de muertes global. Sin opciones terapéuticas acertadas, el pandémico continúa causar morbosidad y mortalidad importantes. La enfermedad COVID-19 se asocia a pulmonía viral y a síndrome de señal de socorro respiratoria agudo (ARDS).

Mientras que los investigadores observaron la imposición del virus causando COVID-19 moderado y severo, también destacaron la extensión y la coexistencia rápidas de SARS-CoV-2 con una amplia gama de otros tipos de microorganismos clínico relevantes, incluyendo los que son multidrug-resistentes. La pulmonía es desenfrenada con resistencia antibiótico.

Con resistencia antibiótico en el tratamiento bacteriano de la pulmonía, el actual decorado constituye una situación peligrosa para la vida a los seres humanos. Se denuncia que CBNs está emergiendo como opciones prometedoras que han mostrado actividad antivirus potente contra una amplia gama de virus de una sola fila envueltos del ARN del positivo-sentido, incluyendo el SARS-CoV-2.

“También, ejercen una acción biocida efectiva contra un espectro amplio de las bacterias, virus, y los hongos, incluyendo deformaciones multidrug-resistentes,” los investigadores adicionales.

Propusieron el CBNs como la generación siguiente de antimicrobianos. Aunque otros nanomaterials tales como plata, cobre, titanio, o nanoparticles del cinc muestren a amplio-espectro potente propiedades antimicrobianas, existe resistencia microbiana a estos nanomaterials y alta toxicidad a las células mamíferas.

CBNs tiene propiedades únicas: superficie muy arriba, conductividad eléctrica y térmica excelente, biocompatibility, y también la posibilidad que se combinará con los polímeros dirigidos para desarrollar compuestos antimicrobianos avanzados del biomaterial. Éstos rinden el CBNs para ser candidatos potenciales a terapéutica a largo plazo.

En un diagrama esquemático, los investigadores también presentados cómo el CBNs conjuntamente con MSCs (células madres mesenquimales) tiene el potencial de apuntar las acciones patofisiológicas (durante una infección SARS-CoV-2), actuando como estrategia alternativa para tratar a los pacientes COVID-19. Propusieron el uso de CBNs conjuntamente con las terapias de célula madre para la regeneración del tejido también.

Los investigadores analizaban las propiedades antivirus de CBNs individualmente, con cada diversa estructura carbono-basada, tal como fullerene (un alótropo cero-dimensional), puntos del carbono (o puntos del quantum del carbono), graphene (CBNs bidimensional), y los derivados contra 13 virus de una sola fila envueltos del ARN del positivo-sentido, tales como SARS-CoV-2. Los investigadores han resumido el filete de estudios en una forma tabulada.

Mientras que el CBNs es nanomaterials prometedores como agentes antivirus alternativos, su mecanismo de la acción todavía no se entiende totalmente. Los investigadores discutieron el mecanismo posible de cada CBNs en la revista, mencionando las propiedades immunostimulatory y seguido por los aspectos toxicológicos.

“CBNs podía trabajar directamente contra la partícula del virus torciendo el envolvente o la organización del capsid; además, pueden ejercer un efecto estérico del obstáculo físicamente ocupando un sitio catalítico de una enzima viral esencial o una cavidad del receptor,” observó a los investigadores.

En conclusión, los investigadores destacaron la actividad antivirus prometedora de CBNs contra los 13 virus envueltos (HCoV, PRRSV, PEDV, HIV-1, HIV-2, FCoV, JEV, SIV, M-MuLV, ZIKV, DENV, HCV, y SARS-CoV-2), todos los virus de una sola fila del ARN del positivo-sentido que pertenecían al grupo de Baltimore IV. Llaman éstos CBNs “nanoweapons antimicrobianos” que se pueda emplear para combate SARS-CoV-2 y otros tipos de virus, de bacterias, o de hongos que causan pulmonía, acentuando las deformaciones multidrug-resistentes.

“Como aproximación revolucionaria de la tecnología para tratar COVID-19, éstos la terapéutica carbono-basada puede ofrecer una ruptura importante, pues estos nanomaterials permiten el alcance de las entregas microbianas de la resistencia y pueden potencialmente inducir la regeneración del tejido al mismo tiempo.”

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

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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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