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Los usos de nanomaterials contra enfermedad viral

la terapéutica y los sistemas diagnósticos Nano-basados están siendo cada vez más aplicados a los diversos campos del remedio, actuando como los sensores, los vehículos de lanzamiento, los immunostimulants, los activadores de la radiación, e inhibidores virales. En un papel publicado recientemente en el producto farmacéutico del gorrón, el uso de nanomaterials en la diagnosis, la prevención, y el tratamiento de enfermedades virales se revisa detalladamente, destacando áreas del progreso o del estancamiento importante del último pocas décadas.

Estudio: Uso de Nanomaterials como estrategia avanzada para la diagnosis, la prevención, y el tratamiento de enfermedades virales. Haber de imagen: Empleado Shutterstock del amorEstudio: Uso de Nanomaterials como estrategia avanzada para la diagnosis, la prevención, y el tratamiento de enfermedades virales. Haber de imagen: Empleado Shutterstock del amor

Nanomaterials en diagnosis

Los Nanomaterials abarcan cualquier estructura dirigida con una unidad monomérica en la gama de tallas de 1-100 nanómetro. , Por lo tanto, incluyen los materiales macroscópicos con las características de la superficie de la nano-escala y las partículas microscópicas en la nano-talla colocan.

Los nanotubes del carbono son estructuras cilíndricas huecos con la intriga de las propiedades eléctricas que facilitan uso en biosensores por la incorporación de las antenas de una proteína específica o del ácido nucléico. Por ejemplo, la conjugación con la DNA o el ARN complementaria al virus que es descubierto crea un sensor de alta velocidad del virus con un límite de detección muy inferior, donde las fluctuaciones en corriente a través del sensor se pueden utilizar para deducir la carga viral. Las hojas planas del graphene del carbono se pueden limitar semejantemente con los anticuerpos o la DNA para crear los sensores que pueden obrar recíprocamente con biomoléculas más grandes que nanotubes del carbono debido a un grado más inferior de curvatura exhibido.

Los nanoparticles del oro exhiben las acciones recíprocas livianas únicas que dan lugar a la adsorción intensa a través de un estrecho rango de longitudes de onda, un fenómeno conocido como resonancia superficial del plasmón. La longitud de onda de la luz absorbente lo más fuertemente posible por las partículas es relacionada en forma y talla de la partícula y se puede sintonizar del visible al infrarrojo cercano.

Cerca de luz infrarroja es el tejido biológico directo máximo penetrante, y por lo tanto los sensores que confían en la transmisión de señales óptica en este alcance son ideales como plataforma diagnóstica. Como con los nanotubes del carbono, las moléculas complementarias relevantes se pueden sujetar a las partículas que atarán solamente con el virus o el anticuerpo bajo investigación.

Semejantemente, la longitud de onda específica de la luz en resonancia con las partículas se puede también influenciar por la proximidad con otras partículas. Así, induciendo la vinculación interpartículas, la presencia de una composición del interés se puede determinar colorimétrico por el aro. Mucho el coronavirus lateral de la neumonía asiática del flujo 2 análisis de la detección (SARS-CoV-2) se basa en el uso de los nanoparticles del oro, donde las partículas que soportan una antena del reportero de la DNA se combinan con ARN viral en la muestra para generar una línea roja visible.

Nanomaterials en la prevención de la enfermedad

Los Nanomaterials han sido intrínsecos al revelado de las vacunas de la enfermedad 2019 del coronavirus (COVID-19), las vacunas mRNA-basadas que utilizaban los liposomas o los nanoparticles del lípido como vehículo de lanzamiento. Fuera del citoplasma, el mRNA degrada rápidamente, y los liposomas se aseguran así de que la carga útil incorpore la célula y esté disponible para la transcripción. Una vacuna mRNA-basada que utilizaba los liposomas primero fue desarrollada en 1993 contra el virus de gripe. Desde entonces, los liposomas se han explotado para entregar biomoléculas sensibles en la célula en varias capacidades, por ejemplo durante corregir del gen CRISPR-Cas9.

Los Nanomaterials también se utilizan con frecuencia como coadyuvantes en formulaciones vaccíneas para estimular una inmunorespuesta intensa, primero empleada en una vacuna estacional de la gripe en 1997 con la incorporación de las gotitas del escualeno recubiertas en tensioactivadores biocompatibles. Desde entonces, la conjugación de antígenos virales sobre la superficie de nanoparticles ha mostrado gran éxito en estimular una inmunorespuesta en varias formulaciones vaccíneas.

Nanomaterials en el tratamiento de la enfermedad

El lanzamiento de la droga es el propósito mayor de nanomaterials en el tratamiento de la enfermedad, la farmacinética perfeccionada generalmente de ofrecimiento, el tiempo de retención de la droga, y la “droga-semejanza” del compuesto siendo entregado.

Las propiedades físicas y químicas del nanoparticle influencian fuertemente el biodistribution del nanomedicine en la carrocería y la capacidad y de la propensión de la partícula de incorporar las células de objetivo.

Sintonizando la carga superficial, la talla, y exterior la presentación del carácter químico de la partícula pueden animar la absorción específicamente a las áreas de la inflamación, y la especificidad adicional puede ser comunicada incorporando ligands del objetivo sobre la superficie de la partícula. Por ejemplo, sujetar un anticuerpo contra la proteína del pico de SARS-CoV-2 puede animar la absorción de la partícula en las células infectadas que están presentando el antígeno relevante.

La índice grande del superficie-a-volumen de nanomaterials provee de una plataforma suficiente en la cual ambos ligands y cargas útiles de alcance de la droga puedan ser cargados, permitiendo para el lanzamiento simultáneo de una gran cantidad de composiciones múltiples efectos sinérgicos.

Además de uso como vehículo de lanzamiento, los nanoparticles ellos mismos se pueden utilizar como terapéutica del virus, actuando para cegar el asiento viral del ciclo o de la célula de la réplica. Los nanoparticles del sílice diseñaron atar con el virus de gripe han mostrado eficacia en cegar el asiento viral en las células de esta manera. Las partículas construidas del cobre, de la plata, y del oro son también capaces de generar especie reactiva del oxígeno. Además directamente del daño al material genético viral puede inducir apoptosis en células infectadas, de tal modo la prevención de la propagación viral. Tales materiales pueden también estar revestidos en superficies del alto-tráfico tales como barandillas destruir cualquier virus o bacteria por la exposición a la especie reactiva del oxígeno.  

Journal reference:
Michael Greenwood

Written by

Michael Greenwood

Michael graduated from Manchester Metropolitan University with a B.Sc. in Chemistry in 2014, where he majored in organic, inorganic, physical and analytical chemistry. He is currently completing a Ph.D. on the design and production of gold nanoparticles able to act as multimodal anticancer agents, being both drug delivery platforms and radiation dose enhancers.

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