أخبار عاجلة
الرئيسية / الصحة / يمكن للأنابيب النانوية أن تعترض عدوى الفيروس التاجي

يمكن للأنابيب النانوية أن تعترض عدوى الفيروس التاجي


يمكن للجسيمات النانوية المغطاة بأغشية خلايا الرئة البشرية وأغشية الخلايا المناعية البشرية أن تجذب وتحييد فيروس سارس – CoV – 2 في زراعة الخلايا ، مما يتسبب في فقدان الفيروس لقدرته على اختطاف الخلايا المضيفة والتكاثر.
يمكن للجسيمات النانوية المغطاة بأغشية خلايا الرئة البشرية وأغشية الخلايا المناعية البشرية أن تجذب وتحييد فيروس سارس – CoV – 2 في زراعة الخلايا ، مما يتسبب في فقدان الفيروس لقدرته على اختطاف الخلايا المضيفة والتكاثر.

تم نشر البيانات الأولى التي تصف هذا الاتجاه الجديد لمحاربة COVID-19 في 17 يونيو في مجلة Nano Letters. تم تطوير “nanosponges” من قبل المهندسين في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو وتم اختبارها من قبل الباحثين في جامعة بوسطن.

يصف باحثو جامعة كاليفورنيا في سان دييغو جزيئاتهم النانوية بأنها “إسفنجات نانوية” لأنها تمتص مسببات الأمراض والسموم الضارة.

في التجارب المعملية ، تسببت كل من خلايا الرئة وأنواع الخلايا المناعية للإسفنج النانوي في فقدان فيروس SARS-CoV-2 لنحو 90٪ من “العدوى الفيروسية” بطريقة تعتمد على الجرعة. العدوى الفيروسية هي مقياس لقدرة الفيروس على دخول الخلية المضيفة واستغلال مواردها لتكرار وإنتاج جزيئات فيروسية معدية إضافية.

بدلاً من استهداف الفيروس نفسه ، تم تصميم هذه الإسفنج النانوي لحماية الخلايا السليمة التي يغزوها الفيروس.

“تقليديا ، يتعمق مطورو الأدوية للأمراض المعدية بعمق في تفاصيل العامل الممرض من أجل العثور على أهداف قابلة للدواء. نهجنا مختلف. نحن بحاجة فقط إلى معرفة ما هي الخلايا المستهدفة. وبعد ذلك نهدف إلى حماية الأهداف من خلال إنشاء محاكاة بيولوجية قال ليانغفانغ زانغ ، أستاذ الهندسة النانوية في كلية الهندسة بجامعة كاليفورنيا في سان دييجو جاكوبس “.

أنشأ مختبره لأول مرة هذه المنصة الإسفنجية النانوية المحاكاة الحيوية منذ أكثر من عقد من الزمان وقد قام بتطويرها لمجموعة واسعة من التطبيقات منذ ذلك الحين. وقال إنه عندما ظهرت الفيروسات التاجية الجديدة ، جاءت فكرة استخدام منصة الإسفنج النانوي لمكافحتها إلى تشانغ “على الفور تقريبا”.

بالإضافة إلى البيانات المشجعة حول تحييد الفيروس في زراعة الخلايا ، لاحظ الباحثون أن الإسفنج النانوي المغطى بشظايا الأغشية الخارجية للبلاعم يمكن أن يكون له فائدة إضافية: امتصاص بروتينات السيتوكين الالتهابية ، والتي تكون متورطة في بعض الجوانب الأكثر خطورة من COVID-19 مدفوعة بالاستجابة المناعية للعدوى.

صنع واختبار اسفنجات النانو COVID-19

تتكون كل إسفنجة نانوية COVID-19 – أصغر ألف مرة من عرض شعر الإنسان – من لب بوليمر مطلي بأغشية الخلايا المستخرجة إما من الخلايا الظهارية من النوع الثاني من الرئة أو خلايا البلاعم. تغطي الأغشية الإسفنج بجميع مستقبلات البروتين نفسها مثل الخلايا التي تنتحل صفتها – وهذا يتضمن بطبيعته أي مستقبلات تستخدمها السارس – CoV – 2 لدخول الخلايا في الجسم.

أعد الباحثون عدة تركيزات مختلفة من النانو إسفنجات في محلول للاختبار ضد الفيروس التاجي الجديد. لاختبار قدرة الأنابيب النانوية على منع عدوى السارس CoV-2 ، تحول باحثو جامعة كاليفورنيا في سان دييغو إلى فريق في المختبرات الوطنية للأمراض المعدية الناشئة (NEIDL) بجامعة بوسطن لإجراء اختبارات مستقلة. في هذا المعمل BSL-4 – أعلى مستوى للسلامة الأحيائية لمنشأة بحثية – قام الباحثون بقيادة أنتوني غريفيث ، الأستاذ المشارك في علم الأحياء الدقيقة بكلية الطب بجامعة بوسطن ، باختبار قدرة تركيزات مختلفة من كل نوع من أنواع الإسفنج النانوي على تقليل عدوى فيروس سارس COV-2 الحية – نفس السلالات التي يتم اختبارها في COVID-19 الأخرى العلاجية والبحوث اللقاحات.

بتركيز 5 ملليغرام لكل مليلتر ، أوقفت الإسفنج المغطى بغشاء خلية الرئة 93 ٪ من العدوى الفيروسية لـ SARS-CoV-2. منعت الإسفنج المغطى بالبلاعم 88٪ من العدوى الفيروسية لـ SARS-CoV-2. العدوى الفيروسية هي مقياس لقدرة الفيروس على دخول الخلية المضيفة واستغلال مواردها لتكرار وإنتاج جزيئات فيروسية معدية إضافية.

“من وجهة نظر عالم المناعة وعلم الفيروسات ، كانت منصة الإسفنج النانوي جذابة على الفور كمضاد للفيروسات محتمل بسبب قدرتها على العمل ضد الفيروسات من أي نوع. وهذا يعني أنه على عكس الدواء أو الجسم المضاد الذي قد يمنع بشكل خاص من مرض السارس -2 العدوى أو التكاثر ، قد تعمل هذه الإسفنجات النانوية لغشاء الخلية بطريقة أكثر شمولية في معالجة مجموعة واسعة من الأمراض المعدية الفيروسية. قالت آنا هونكو ، مؤلفة أول مشاركة في البحث وأستاذ مشارك في علم الأحياء الدقيقة في مختبرات الأمراض المعدية الوطنية الناشئة (NEIDL) بجامعة بوسطن ، إن هذا قد يعني التطور العلاجي ككل.

في الأشهر القليلة المقبلة ، سيقيم الباحثون والمتعاونون في جامعة كاليفورنيا في سان دييجو فعالية البكرات النانوية في النماذج الحيوانية. أظهر فريق جامعة كاليفورنيا في سان دييغو بالفعل سلامة قصيرة المدى في الجهاز التنفسي والرئتين من الفئران. إذا ومتى سيتم اختبار هذه الإسفنجات النانوية COVID-19 على البشر يعتمد على مجموعة متنوعة من العوامل ، لكن الباحثين يتحركون بأسرع ما يمكن.

“جانب آخر مثير للاهتمام في نهجنا هو أنه حتى مع تحور السارس CoV-2 ، طالما أن الفيروس لا يزال بإمكانه غزو الخلايا التي نحاكيها ، فإن نهج الإسفنج النانوي الخاص بنا لا يزال يعمل. أنا لست متأكدًا من أنه يمكن قول ذلك لبعض وقال تشانغ “اللقاحات والعلاجات التي يتم تطويرها حاليا”.

ويتوقع الباحثون أيضًا أن تعمل هذه الإسنان النانوية ضد أي فيروس تاجي جديد أو حتى فيروسات تنفسية أخرى ، بما في ذلك أي فيروس قد يؤدي إلى جائحة الجهاز التنفسي التالي.

محاكاة الخلايا الرئوية والخلايا المناعية

نظرًا لأن الفيروس التاجي الجديد غالبًا ما يصيب الخلايا الظهارية في الرئة كخطوة أولى في الإصابة بـ COVID-19 ، فقد اعتقد تشانغ وزملاؤه أنه من المنطقي إخفاء جزيء نانوي في شظايا الأغشية الخارجية للخلايا الظهارية للرئة لمعرفة ما إذا كان الفيروس يمكن أن يكون يتم خداعها للإغلاق بدلاً من خلية الرئة.

البلاعم ، وهي خلايا الدم البيضاء التي تلعب دورًا رئيسيًا في الالتهاب ، نشطة أيضًا جدًا في الرئة خلال فترة الإصابة بـ COVID-19 ، لذلك أنشأ زانغ وزملاؤه إسفنجة ثانية مغطاة بغشاء البلاعم.

يخطط فريق البحث لدراسة ما إذا كان لإسفنج البلاعم القدرة أيضًا على تهدئة عواصف السيتوكين في مرضى COVID-19.

قال تشانغ “سنرى ما اذا كانت الاسنان النانوية للبلعم قادرة على تحييد الكمية المفرطة من هذه السيتوكينات وكذلك تحييد الفيروس”.

استخدام شظايا خلايا البلاعم مثل العبايات تبني على سنوات من العمل لتطوير علاجات لتسمم الدم باستخدام إسفنجة البلاعم النانوية.

في ورقة نشرت في عام 2017 في Proceedings of the National Academy of Sciences ، أظهر Zhang وفريق من الباحثين في UC San Diego أن بإمكان البلاعم النانوية تحييد كل من السموم الداخلية والسيتوكينات المؤيدة للالتهابات بأمان في مجرى الدم في الفئران. تعمل شركة التكنولوجيا الحيوية في سان دييجو التي أسسها زانج بالاسم Cellics Therapeutics على ترجمة عمل الإسفنجة النانوية الضامة إلى العيادة.

تحذير من العلاج COVID-19 المحتمل أن منصة COVID-19 nanosponge لديها اختبارات كبيرة قبل أن يعرف العلماء ما إذا كان سيكون علاجًا آمنًا وفعالًا ضد الفيروس في البشر ، كما حذر تشانغ. ولكن إذا وصلت الإسفنج إلى مرحلة التجارب السريرية ، فهناك العديد من الطرق المحتملة لتقديم العلاج والتي تشمل التوصيل المباشر إلى الرئة للمرضى المنببين ، عن طريق الاستنشاق مثل مرضى الربو ، أو عن طريق الوريد ، خاصةً لعلاج مضاعفات عاصفة السيتوكين.

قد تغمر جرعة علاجية من الإسفنجات النانوية الرئة بتريليون أو أكثر من الإسفنج النانوي الصغير الذي يمكن أن يبعد الفيروس عن الخلايا السليمة. قال تشانغ إنه بمجرد أن يربط الفيروس بإسفنجة “يفقد صلاحيته ولم يعد معديا ، وسوف يتم تناوله من قبل خلايا المناعة الخاصة بنا وهضمه”.

وقال تشانغ “أرى احتمالا للعلاج الوقائي ، للعلاج الذي يمكن إعطاؤه في وقت مبكر لأنه بمجرد دخول الإسفنجات النانوية إلى الرئة ، يمكنها البقاء في الرئة لبعض الوقت”. “إذا أتى فيروس ، فيمكن أن يتم حجبه إذا كانت هناك إسنان نانوية في انتظاره.”

تزايد الزخم للإسفنج النانوي

أنشأ مختبر Zhang في UC San Diego أول جسيمات نانوية مغطاة بغشاء قبل أكثر من عقد من الزمان. تم تغطية أول هذه الإسفنج النانوي بشظايا من أغشية خلايا الدم الحمراء. يتم تطوير هذه الإسفنج النانوي لعلاج الالتهاب الرئوي البكتيري وخضعت لجميع مراحل الاختبار قبل السريري بواسطة Cellics Therapeutics ، وهي شركة سان دييغو التي أسسها Zhang. تعمل الشركة حاليًا على تقديم طلب الأدوية الجديد (IND) إلى إدارة الأغذية والأدوية (FDA) كمرشح رئيسي لها: الإسفنجات النانوية لخلايا الدم الحمراء لعلاج الالتهاب الرئوي المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين (MRSA). وتقدر الشركة أن أول مريض في التجربة السريرية سيتم تناوله في العام المقبل.

وقد أظهر باحثو جامعة كاليفورنيا في سان دييغو أيضًا أن الإسفنجات النانوية يمكنها توصيل الأدوية إلى موقع الجرح. تناول السموم البكتيرية التي تسبب الإنتان ؛ واعتراض فيروس نقص المناعة البشرية قبل أن يصيب الخلايا التائية البشرية.

البنية الأساسية لكل من هذه الأنابيب النانوية هي نفسها: يتم تغطية قلب البوليمر القابل للتحلل الحيوي والمعتمد من قِبل إدارة الأغذية والعقاقير (FDA) في نوع معين من غشاء الخلية ، بحيث يمكن إخفاءه على أنه خلية دم حمراء ، أو خلية T مناعية أو صفيحة زنزانة. يمنع إخفاء الهوية الجهاز المناعي من اكتشاف الجسيمات ومهاجمتها كغزاة خطرين.

قال تشانغ “أعتقد أن شظايا غشاء الخلية هي المكونات النشطة. هذه طريقة مختلفة للنظر في تطوير الأدوية”. “بالنسبة لـ COVID-19 ، آمل أن تأتي الفرق الأخرى بعلاجات ولقاحات آمنة وفعالة في أقرب وقت ممكن. وفي الوقت نفسه ، نعمل ونخطط كما لو كان العالم يعتمد علينا.”

شاهد أيضاً

مضادات القلق والآثار المضادة للاكتئاب من جرعة واحدة من مخدر تستمر بعد سنوات في مرضى السرطان

متابعةً للدراسة التاريخية لعام 2016 ، وجد الباحثون أن العلاج بجرعة واحدة لمرة واحدة من …

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.