Nanodeeltjes gehuld in menselijke longcelmembranen en menselijke immuuncelmembranen kunnen het SARS-CoV-2-virus in celkweek aantrekken en neutraliseren, waardoor het virus zijn vermogen verliest om gastheercellen te kapen en zich voort te planten. De eerste gegevens voor deze nieuwe manier van bestrijding van COVID-19, werden op 17 juni gepubliceerd in het tijdschrift Nano Letters.

De onderzoekers van UC San Diego noemen hun nanodeeltjes “nanosponzen” omdat ze schadelijke pathogenen en gifstoffen opnemen. In laboratoriumexperimenten zorgden zowel de longcel- als de immuunceltypen van nanosponzen ervoor dat het SARS-CoV-2-virus op een dosisafhankelijke manier bijna 90% van zijn “virale infectiviteit” verloor. Virale besmettelijkheid is een maatstaf voor het vermogen van het virus om de gastheercel binnen te dringen en zijn middelen te gebruiken om zich te vermenigvuldigen en extra infectieuze virale deeltjes te produceren.

In plaats van het virus zelf aan te vallen, zijn deze nanosponzen ontworpen om de gezonde cellen die het virus binnendringt te beschermen.

“Traditioneel duiken medicijnontwikkelaars voor infectieziekten diep in de details van de ziekteverwekker om voor drugs geschikte doelen te vinden. Onze aanpak is anders. We hoeven alleen te weten wat de doelcellen zijn. En dan willen we de doelen beschermen door lokaas te gebruiken, “zei Liangfang Zhang, een hoogleraar nanoengineering aan de UC San Diego Jacobs School of Engineering.

Zijn laboratorium creëerde dit nanosponsplatform voor het eerst meer dan tien jaar geleden en heeft het sindsdien ontwikkeld voor een breed scala aan toepassingen. Toen het nieuwe coronavirus verscheen, kwam Zhang ‘bijna onmiddellijk’ op het idee om het nanosponsplatform te gebruiken om het te bestrijden.

Naast de bemoedigende gegevens over het neutraliseren van het virus in celkweek, merkten de onderzoekers op dat nanosponzen die zijn bedekt met fragmenten van de buitenste membranen van macrofagen een extra voordeel kunnen hebben: het opzuigen van inflammatoire cytokine-eiwitten, die betrokken zijn bij enkele van de gevaarlijkste aspecten van COVID-19 en worden aangedreven door een immuunrespons op de infectie.

Elke COVID-19 nanospons – duizend keer kleiner dan de breedte van een mensenhaar – bestaat uit een polymeerkern bekleed met celmembranen geëxtraheerd uit ofwel longepitheel type II-cellen of macrofaagcellen. De membranen bedekken de sponzen met dezelfde eiwitreceptoren als de cellen die ze nabootsen – en dit omvat inherent alle receptoren die SARS-CoV-2 gebruikt om cellen in het lichaam binnen te dringen.

De onderzoekers maakten verschillende oplossingen van nanosponzen in oplossing om te testen tegen het nieuwe coronavirus. Om het vermogen van de nanosponzen om de besmettelijkheid van SARS-CoV-2 te blokkeren te testen, wendden de onderzoekers van UC San Diego zich tot een team van de National Emerging Infectious Diseases Laboratories (NEIDL) van de Universiteit van Boston om onafhankelijke tests uit te voeren. In dit BSL-4-lab – het hoogste niveau van bioveiligheid voor een onderzoeksfaciliteit – testten de onderzoekers, onder leiding van Anthony Griffiths, universitair hoofddocent microbiologie aan de Boston University School of Medicine, het vermogen van verschillende concentraties van elk nanosponstype om de besmettelijkheid van levend SARS-CoV-2-virus – dezelfde stammen die worden getest in ander COVID-19 therapeutisch en vaccinonderzoek.

Bij een concentratie van 5 milligram per milliliter remden de met longmembraan gehulde sponzen 93% van de virale infectiviteit van SARS-CoV-2. De met macrofagen bedekte sponzen remden 88% van de virale infectiviteit van SARS-CoV-2. Virale besmettelijkheid is een maatstaf voor het vermogen van het virus om de gastheercel binnen te dringen en zijn middelen te gebruiken om zich te vermenigvuldigen en extra infectieuze virale deeltjes te produceren.

“Vanuit het perspectief van een immunoloog en viroloog was het nanosponsplatform onmiddellijk aantrekkelijk als potentiële antiviraal vanwege zijn vermogen om alle soorten virussen te bestrijden. Dit betekent dat in tegenstelling tot een medicijn of antilichaam dat SARS-CoV heel specifiek zou kunnen blokkeren -2 infectie of replicatie, deze celmembraan nanosponzen zouden op een meer holistische manier kunnen functioneren bij de behandeling van een breed spectrum van virale infectieziekten.Ik was aanvankelijk optimistisch sceptisch dat het zou werken, en was toen enthousiast toen ik de resultaten zag en het verzonk in wat dit kan betekenen voor de therapeutische ontwikkeling als geheel ‘, zegt Anna Honko, co-first auteur van het artikel en een Research Associate Professor, Microbiology aan de National Emerging Infectious Diseases Laboratories (NEIDL) van de Universiteit van Boston.

De komende maanden zullen de onderzoekers en medewerkers van UC San Diego de werkzaamheid van nanosponzen in diermodellen evalueren.


bron: Nano Letters Afbeelding: San Diego

Geef een reactie

Your email address will not be published. Required fields are marked with *.

Share via
Copy link
Powered by Social Snap