NanoTrade

Snímek ze skenovacího elektronového mikroskopu ukazuje SARS-CoV-2 (kulaté zlaté objekty) vycházející z povrchu buněk kultivovaných v laboratoři. SARS-CoV-2, také známý jako 2019-nCoV, je virus, který způsobuje COVID-19. Zobrazený virus byl izolován od pacienta v U. S. Credit NIAID-RML

Neexistuje žádná vakcína nebo specifická léčba pro COVID-19, onemocnění způsobené závažným akutním respiračním syndromem coronavirus 2 nebo SARS-CoV-2. Od vypuknutí epidemie koncem roku 2019 se vědci snaží dozvědět se více o SARS-CoV-2, což je kmen z rodiny virů známých jako koronavirus pro svůj tvar podobný koruně.

Profesor chemického inženýrství na Northeasternské univerzitě,Thomas Webster, který se specializuje na vývoj medicíny a technologie v nano-měřítku pro léčbu nemocí, je součástí uskupení vědců, kteří přispívají nápady a technologiemi do Centra pro kontrolu a prevenci nemocí (CDC) v boji proti vypuknutí choroby COVID-19. Webster říká, že myšlenka použití nanočástic spočívá v tom, že virus pro COVID-19 se sestává ze struktury podobné velikosti, jako nanočástice. V tomto měřítku je hmota velmi malá, asi deset tisíckrát menší než tloušťka jediného pramene vlasů. Webster navrhuje částice podobné velikosti, které by se mohly připojit k virům SARS-CoV-2 a narušit jejich strukturu kombinací léčby infračerveným světlem. Tato strukturální změna by pak zastavila schopnost viru přežít a reprodukovat se v těle. "Musíte myslet v této velikosti," říká Webster. "Pokud chcete detekovat viry, chcete-li je deaktivovat."

Hledání a neutralizace virů pomocí nanomediciny je jádrem toho, co Webster a další vědci nazývají theranostika, která se zaměřuje na kombinaci terapie a diagnostiky. Díky tomuto přístupu se jeho laboratoř specializovala na nanočástice pro boj s mikroby, které způsobují chřipku a tuberkulózu. "Není to jen jeden přístup k detekci, zda máte virus, a další přístup k jeho použití jako terapie," říká, "ale má stejnou částici, stejný přístup, jak pro detekci, tak pro terapii."

SARS-CoV-2 se šíří většinou malými kapičkami virových částic - od dýchání, mluvení, kýchání, kašle, které vstupují do těla očima, ústy nebo nosem. Předběžný výzkum také naznačuje, že tyto zárodky mohou přežít celé dny, když se přichytí na pracovní desky, zábradlí a jiné tvrdé povrchy. To je jeden z důvodů, proč se teranostika s nanočásticemi zaměřila na ohnisko COVID-19. Nanočástice mohou tyto patogeny deaktivovat ještě předtím, než se dostanou do těla, protože se drží na různých objektech a površích. Jeho laboratoř vyvinula materiály, které mohou být nastříkány na povrchy, kde vzniknou nanočástice pro napadení virů. "I když je virus na povrchu, na pultu někoho nebo na iPhone," říká, " nic to ještě neznamená, protože to není aktivní forma viru."

Stejná technologie může být vyladěna tak, aby se zaměřila na širokou škálu virů, bakterií a dalších patogenů. Na rozdíl od jiných nových léků s velkými molekulárními strukturami jsou nanočástice tak malé, že se mohou pohybovat v našem těle bez narušení dalších funkcí, jako jsou funkce imunitního systému. "Téměř jako inspektor mohou obíhat krevním oběhem. Mohou mnohem snáze a mnohem delší dobu zkoumat vaše tělo a zkoušet detekovat viry." K tomu všeho musí CDC znát specifika toho, jaká struktura je potřebná k neutralizaci SARS-CoV-2. Tyto informace zatím ale ještě nejsou známy. Musíte určit, co musíme vložit do naší nanočástice, abyste ji přiblížili k tomuto viru. CDC to musí vědět, protože vyvinuli soupravu, která dokáže určit, zda máte COVID-19 nebo chřipku nebo něco jiného."

Alternativou k nanomedicíně je produkce syntetických molekul. Ale Webster říká, že taktika představuje určité výzvy. V případě chemoterapií používaných k léčbě rakovinných buněk mohou taková syntetická léčiva způsobovat závažné vedlejší účinky, které ničí nejen rakovinné buňky, ale i jiné buňky v těle. "Totéž by se mohlo stát se syntetickou chemií k léčbě viru, kde molekuly zabíjejí mnohem víc než jen ten virus". Přesto uznává, že není mnoho vědců se zaměřením na nanočástice zabíjející viry. Jedním z hlavních důvodů nedostatku těchto řešení je to, že stejné výhody, díky kterým jsou nanočástice ideální pro boj s infekčními chorobami, z nich také dělají obavy pro Federální správu léčiv USA. Kvůli své velikosti jsou nanočástice všudypřítomné (možná až příliš všudypřítomné), aby pronikaly jinými částmi těla. Aby se toto riziko snížilo, laboratoř se zaměřila na používání oxidu železa. Tyto částice zahrnují chemii, která je již pro naše těla a stravu přirozená.

"I když máte virovou infekci, potřebujete více železa, protože při jeho nedostatku byste mohli být anemičtí podle síly a typu infekce. "Ve skutečnosti vyvíjíme tyto nanočástice z chemií, které mohou pomoci vašemu zdraví." A dále doplňuje, že „nanočástice na bázi železa by mohly být nasměrovány magnetickým polem k cílení na specifické orgány v těle, jako jsou plíce a další oblasti náchylné k respiračním komplikacím po nakažení virovými infekcemi. To je něco, co byste nemohli udělat s novou syntetickou molekulou“.

"To vše ve skutečnosti znamená, že musíme provést studie, abychom prokázali, že nanočástice železa se nedostanou do mozku nebo ledvin. Že tyto nanočástice cílí přesně tam, kam potřebujete, aby šli na virus", říká Webster.

Zdroj: https://news.northeastern.edu