راه حل های جدید فناوری نانو برای مقابله با جهانی شدن – زومیت

در مقایسه با مولکولهای کوچک سنتی یا آنتی بادی ib که از تکثیر یا ورود ویروس به سلول جلوگیری می کند ، فناوری نانو (فناوری نانو یا فناوری نانو) راه حل هایی را در اختیار تولیدکنندگان دارویی قرار می دهد که ممکن است مکمل اقدامات رایج ضد ویروسی باشد. اینها شامل اتصال دهنده های ویروس ، گیرنده های غشای سلولی یا مهار کننده های پوشش ویروسی هستند. محققان امیدوارند که جهانی شدن کووید 19 این نوع تحقیقات را با منابع مالی پر کرده باشد، این مواد به زودی در آزمایشات بالینی آزمایش خواهند شد.

نانومواد در مبارزه با SARS-CoV-2 مثر بوده اند. هر دو واکسن Pfizer / Bivantech و مدرن بر نانوذرات لیپیدی متکی هستند تا mRNA را به سلول ها برسانند. نانوذرات همچنین به عنوان وسیله ای برای انتقال داروهای کوچک ضد ویروسی امیدوار کننده هستند.

ظهور سریع Covid 19 محققان را به سمت نانومواد درمانی کشانده است که می توانند خود ویروس را مهار کنند نه اینکه به عنوان وسیله ای برای انتقال دارو یا واکسن عمل کنند. جاشوا جکمن از دانشگاه سانگ کوان در کره جنوبی گفت: “بسیاری از این نانومواد با هدف قرار گرفتن مستقیم در معرض ذرات ویروس در حال توسعه هستند.

برخلاف درمان های سنتی ، که معمولاً گونه های خاصی از ویروس را مورد هدف قرار می دهد و ممکن است اثر خود را به دلیل جهش های انباشته شده در ویروس از دست بدهد ، نانومواد ضد ویروسی خواص شیمیایی و فیزیکی مشترک ویروس های مختلف را مورد هدف قرار می دهند.

چندین مطالعه اخیراً استراتژی های مختلف ضد ویروسی را شرح داده اند. برخی از این استراتژی‌ها به نانوساختارهای مبتنی بر DNA برای گرفتن ویروس‌ها متکی هستند و برخی دیگر از پلیمرهای اصلاح‌شده استفاده می‌کنند که به عنوان گیرنده‌های غشای سلولی عمل می‌کنند. برخی نیز برای جلوگیری از عفونت، غشای ویروس را می شکنند.

برخی از انواع نانومواد ممکن است مزیت مقاومت در برابر جهانی شدن را داشته باشند زیرا می توانند در اسرع وقت تولید شده و در برابر انواع خانواده های ویروسی کار کنند. البته ، بسیاری از این مواد محدود به آزمایشگاه های آموزشی است ، اگرچه بسیاری از شرکت ها نیز در حال توسعه نانومواد ضد ویروسی هستند. اما نابودی جهانی شدن کووید 1 (و نیاز آشکار برای آماده شدن برای جهانی شدن ویروسی آینده) فرصت های جدیدی را ایجاد می کند. لیانگ فانگ ژانگ گفت: “دانشگاه کالیفرنیا ، سن دیه گو.”

جریان اقتصادی جدید قطعاً از تحقیق و توسعه بیشتر در زمینه نانومواد ضد ویروسی حمایت خواهد کرد. کووید 19 واقعاً چشم انداز را تغییر داده است و ما را به این درک رسانده است که به راه حل های موجود برای ویروس در حال ظهور نیاز داریم.

از آنجا که بسیاری از ویروس ها برای اتصال پروتئین های متصل به گلوکز (گلیکوپروتئین ها) به سطح خود به مولکول های سلول های میزبان وابسته هستند ، نانومواد که این محل های اتصال سلولی را تقلید می کنند می توانند به طور بالقوه به عنوان ضد ویروس عمل کنند.

ژانگ در حال توسعه نانوسیالی است که از این روش برای کنترل ویروس ها استفاده می کند. گروه ژانگ از سلول های انسانی مانند گلبول های قرمز یا نوعی سلول ایمنی به نام ماکروفاژها برای ساخت این نانوالیاف استفاده می کند.

پس از خارج شدن مواد سلولی به طوری که فقط غشا باقی می ماند ، غشاء به هزاران کیسه یا فولیکول کوچک ، با عرض هر یک در حدود 100 نانومتر ، شکسته می شود. در مرحله بعد ، نانوذرات ساخته شده از پلیمرهای زیست سازگار و زیست تخریب پذیر مانند پلی (اسید لاکتیک کو گلیکولیک) به وزیکول ها اضافه می شوند. هر نانوذره با غشای سلولی پوشیده شده و ساختار پایداری را تشکیل می دهد. ساختار حاصله به عنوان یک فریب عمل می کند که شبیه یک سلول انسانی است. نانو قاشق ها از نقاط اتصال روی صفحه خود برای احاطه ویروس ها و جلوگیری از ورود آنها به سلول های میزبان استفاده می کنند.

این نانوفوم ها در برابر طیف گسترده ای از ویروس ها و باکتری ها در برابر موجودات زنده م effectiveثر هستند و یک شرکت ژانگ به نام Silix Therapeutics قصد دارد آزمایشات بالینی را سال آینده با نامزد اصلی خود آغاز کند. نامزد یک اسفنج نانو است که از طریق غشای گلبول های قرمز جریان دارد و در برابر استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به متی سیلین م effectiveثر است. سلیکس همچنین از غشاهای ماکروفاژ استفاده می کند تا در فعالیت ضد ویروسی شبیه نانوسیال شود. ژانگ گفت: “ویروس های مختلفی وجود دارد و هر ویروس دارای سویه های متفاوتی است.” اما در هر صورت، انسان باید از طریق گیرنده ها با سلول های میزبان تعامل داشته باشد تا آنها را آلوده کند.

سال گذشته ، ژانگ کشف کرد که هر دو نانوفوم سلولی محصور در غشای مشتق شده از سلولهای اپیتلیال ریه نوع 2 انسان یا ماکروفاژهای انسانی می توانند SARS-COV-2 را شناسایی کرده و از عفونت آزمایشگاهی جلوگیری کنند. غشای این نانوالیاف با گیرنده های ACE2 و CD147 پوشانده شده است که در طول انتقال به SARS-CoV-2 متصل می شوند. همچنین نتایج منتشر نشده ای از مطالعه روی موش ها توسط تیم Zhang وجود دارد که نشان می دهد نانوفوم آنها در برابر ویروس کرونا موثر است و هیچ شواهدی از مسمومیت نشان نمی دهد.

شرکت استرالیایی Starpharma نیز برای مقابله با ویروس از سلول های میزبان تقلید می کند. این شرکت پلیمرهای مصنوعی با ساختار شاخه ای به نام دندریمر می سازد که هر کدام 3 تا 4 نانومتر عرض دارند. سطح بیرونی هر گیاه با گروههای نفتالین دی سولفونات مانند سولفات هپارین پوشیده شده است. هپارین یک پروتئوگلیکان مولکولی است که بر روی غشای سلول میزبان یافت می شود و توسط چندین ویروس به آن متصل می شود.

استارفارما در حال حاضر محصولاتی در بازار دارد که از گیاهی به نام SPL7013 به عنوان مانع خارجی در برابر ویروس ها و باکتری ها استفاده می کند. به عنوان مثال ، مولکول SPL7013 در VivaGel استفاده می شود که یک روان کننده در کاندوم است.

اوایل سال جاری استارفارما تولید طیف گسترده ای از اسپری های بینی ضد ویروسی به نام Virlase را آغاز کرد که حاوی SPL7013 است و به عنوان یک دستگاه پزشکی در اروپا و هند به ثبت رسیده است. با این حال، فروش اسپری در بریتانیا در ماه ژوئن پس از ایجاد نگرانی در مورد بازاریابی این محصول متوقف شد.

در ماه اوت ، Starpharma مطالعه ای را منتشر کرد که نشان می داد از عفونت SARS-CoV-2 در موش جلوگیری می کند. استفاده از این اسپری بینی قبل و بعد از قرار گرفتن در معرض SARS-CoV-2 بار ویروسی را در خون ، ریه ها و نای حیوانات کمتر از 99 reduced کاهش داد. این شرکت می گوید آزمایشات انجام شده برای آزمایش ایمنی دارو نشان داده است که انگورهای ویرالز جذب بدن نمی شوند و عوارض جانبی قابل توجهی ایجاد نمی کنند.

جکی فایرلی ، مدیر عامل Starpharma ، می گوید درخت این شرکت می تواند در مقابله با جهانی شدن آینده مفید باشد. او می گوید: “این یک ماده اولیه پایدار است که می تواند به سرعت به محصول تبدیل شود و در برابر انواع سموم فعال است.” در همین حال ، این شرکت قصد دارد مطالعات گسترده ای روی حیوانات انجام دهد تا فعالیت ویرالزه را در برابر SARS-CoV-2 تأیید کند.

برخی از نانومواد ضد ویروسی به دقت برای به دام انداختن ویروس ها طراحی شده اند. در آلمان ، راینر هاگ از دانشگاه باز برلین نانوذرات 5 تا 10 نانومتر را پوشش می دهد که به طور مرتب بین گلیکوپروتئین های سطحی ویروس قرار می گیرند. برای تقویت پیوندها ، ترکیبات ضد ویروسی مانند قندهای سیالیک اسید یا زانامیویر را می توان به این خوشه ها اضافه کرد. آزمایشات آزمایشگاهی نشان داده است که این ذرات از آلوده شدن سلول ها به ویروس آنفولانزای A جلوگیری می کند و تیم امیدوار است نانوذرات سنبله ای ایجاد کند که علیه SARS-CoV-2 کار می کنند.

داربست DNA به شکل ستاره دیدگاه احتمالی دیگری را ارائه می دهد. شینگ وانگ ، از دانشگاه ایلینوی در Urbana-Champion ، ساختارهایی را توسعه داده است که حاوی بهینه کننده های DNA (مولکول های DNA تک رشته ای) هستند. این ساختار می تواند در بسیاری از نقاط سطح ویروس دانگ به آنتی ژن ها متصل شود. مقدار فیزیکی DNA ستاره ای شکل و بارهای منفی آن مانع از اتصال ویروس به سلول های میزبان و جلوگیری از عفونت می شود. این تیم همچنین داده های آزمایشگاهی دارد که نشان می دهد ستاره های DNA خاص می توانند از عفونت SARS-COV-2 جلوگیری کنند. هدف وانگ این است که بتواند این نوع DNA ستاره ای را از طریق یک شرکت وابسته به دانشگاه تجاری کند.

هندریک دیتز از دانشگاه فنی مونیخ نیز از نوعی DNA اریگامی پیروی می کند. این گروه پوسته های DNA ایجاد کرده اند که به اندازه کافی بزرگ هستند تا کل ویروس را ببلعند. پوسته داخلی این چند ضلعی های خود ساخته می تواند برای ذخیره سموم محبوس مانند آنتی بادی ها ساخته شود. دیتز می گوید پوسته های نانویی می توانند بار ویروسی را در طول عفونت های حاد کاهش دهند.

محققان ساختارهای DNA مثلثی ایجاد کرده اند که به شکل پوسته هایی با اشکال و اندازه های مختلف با عرض 90 تا 300 نانومتر هستند. با ایجاد توالی های DNA در بلوک های سازنده مثلث، شکاف هایی به شکل ویروس در پوسته ایجاد می کنند. آزمایشات آزمایشگاهی نشان داده است که این پوسته ها می توانند به ویروس هایی مانند ویروس های وابسته به سروتیپ 2 وابسته به آدنوویروس متصل شوند و از عفونت سلول های انسانی جلوگیری کنند. کریستین سیگل، محقق آزمایشگاه رژیم غذایی می گوید:

مزیت پوسته ما تعداد پیوست ها به ویروس و همچنین این واقعیت است که ما می توانیم پیوست را به راحتی تغییر دهیم ، یعنی پوسته می تواند طوری طراحی شود که به هر ویروسی که مورد نظر است متصل شود.

برخی از نانومواد فراتر از اتصال ویروس عمل می کنند. آنها غشای ویروسی را برای جلوگیری از عفونت مختل می کنند.

ژنومهای ویروسی توسط کپسیدهای مبتنی بر پروتئین محصور شده اند. اما در بسیاری از موارد با SARS-CoV-2، کپسید توسط یک غشای دولایه فسفولیپیدی پوشانده شده است که نیاز به اتصال ویروس به غشای سلولی دارد. برخلاف غشاهای باکتریایی ، پوشش های ویروسی با استفاده از غشای سلول میزبان تشکیل می شوند زیرا ذرات جدید ویروس سلول های آلوده را آزاد می کنند. جکمن می گوید: “این پوشش برای حفظ یکپارچگی عفونت و ویروس مهم است.” اما همه محققان به این واقعیت توجه نمی کنند که غشای لیپیدی قابل درمان است (می تواند توسط داروها هدف قرار گیرد).

شرکت آمریکایی NanoViricides با استفاده از سورفاکتانت های پلیمری محلول که میسلهای کروی را تشکیل می دهند ، به دنبال ایجاد اختلال در غشای ویروسی است. (سورفکتانت ها یا سورفکتانت ها موادی هستند که در صورت استفاده در مقادیر بسیار کم ، کشش سطحی آب را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند). این ساختارها با مولکول های شبه پپتیدی که به گلیکوپروتئین های ویروسی متصل می شوند مزین شده است. میسل‌ها، که مجموعه‌های کروی مانند روغن‌هایی هستند که در امولسیون‌های آب یافت می‌شوند، با هم مخلوط می‌شوند و به غشای ویروس آسیب می‌رسانند تا دیگر نتواند سلول میزبان را آلوده کند. (امولسیون مخلوطی از دو یا چند ماده است که در یکدیگر حل نمی شوند).

نانو ویروس ها برای درمان زونا در حال آماده سازی آزمایشات بالینی نانو ویروس های موضعی بودند. اما سال گذشته او روی کووید 19 تمرکز کرد. در ماه مارس ، این شرکت نتایج مثبت یک مطالعه خانگی بر روی دو نانو ویروس علیه SARS-CoV-2 را اعلام کرد. علاوه بر مکانیسم معمول اختلال در غشای ویروسی ، یکی از نانو ویروس ها در ناحیه مرکزی آن حاوی مولکول ضد ویروسی رمدیسیویر است. هر دو نانو ویروس بقای موش های صحرایی مبتلا به عفونت کشنده کروناویروس را در مقایسه با رمیکتیویر به تنهایی افزایش دادند. اگرچه این مطالعه هنوز مورد بازبینی قرار نگرفته است ، اما این شرکت می گوید در حال آماده شدن برای آزمایش دو نانو ویروس در آزمایشات بالینی است.

جکمن همچنین در حال ساخت پپتیدهای ضد ویروسی است که به غشای ویروسی نفوذ کرده و در آنها حفره ایجاد می کند. جکمن ، که از این استراتژی برای درمان عفونت کشنده ویروس زیکا در موش ها استفاده کرده است ، می گوید: “هنگامی که سوراخ های زیادی در غشا ایجاد می شود ، غشاء مانند پنیر سوئیسی تغییر می کند و فرو می ریزد.”

این روزهای اولیه این فناوری است. اما محققان می گویند آنها در مسیر پیشرفت و رشد هستند. جکمن گفت: “شرکت های داروسازی و بیوتکنولوژی به طور کلی رویکرد محتاطانه ای در مورد نانومواد دارند.” به عنوان مثال، هنوز نگرانی هایی در مورد تجمع زیستی نانوذرات و عوارض جانبی بالقوه بلندمدت آنها وجود دارد. اما پیشرفت های اخیر در نانوذرات لیپیدی در واکسن های mRNA نشان می دهد که نانومواد ممکن است در مبارزه با ویروس ها مفید باشند و این عملکرد ممکن است اعتماد به نفس آنها را افزایش دهد.

نقص دیگر این است که بسیاری از مطالعات داخلی بر روی این مواد از پروتکل های مختلفی استفاده کرده اند که مقایسه آنها را دشوار می کند. جکمن پیشنهاد می‌کند که برای کمک به نانومواد برای رسیدن به آزمایش‌های بالینی، محققان باید مدل‌های استاندارد حیوانی و معیارهای عملکرد کلی را شناسایی کرده و بر ارزیابی نانومواد ضد ویروسی در حیواناتی که به ویروس آلوده شده‌اند تمرکز کنند.