美國一研究小組17日在《納米快報》上發表論文稱,他們開發出一種利用細胞納米海綿對抗新冠病毒感染的策略。動物實驗表明,這種策略不僅能很好地抑制病毒的感染性,而且從理論上講,在病毒發生突變的情況下仍會起作用。

新冠病毒有克星了?細胞納米海綿或被用于抑制新冠病毒感染

目前,科學家們正在加班加點地尋找新冠肺炎的有效治療方法。研究表明,新冠病毒是通過刺突蛋白與人類細胞表面的ACE2和CD147兩種蛋白結合來感染人類細胞的,阻止這種相互作用就會阻止病毒感染細胞,所以新冠病毒刺突蛋白成為了科學家們研究的重點。而波士頓大學和加州大學圣地亞哥分校的研究人員則有一個與眾不同的想法:是不是可以用病毒的天然靶標(包括ACE2和CD147)制成納米誘餌,來誘使新冠病毒遠離細胞?

新冠病毒有克星了?細胞納米海綿或被用于抑制新冠病毒感染

張良方教授是納米醫學領域的一名杰出學者,2013年,他曾入選《麻省理工科技評論》“35名35歲以下的創新者”(35 Innovators Under 35)榜單。其團隊開創了用細胞膜來“包裹”納米顆粒的仿生納米技術,并利用這項技術來解決一系列生物醫學問題。而本次的納米海綿,則是這支科研團隊的一個新嘗試。

新冠病毒有克星了?細胞納米海綿或被用于抑制新冠病毒感染

▲這種納米顆粒表面包裹有來自細胞的細胞膜,細胞膜上的受體與真實細胞具有一致性(圖片來源:UCSD官方視頻截圖)

新冠病毒有克星了?細胞納米海綿或被用于抑制新冠病毒感染

▲這些納米顆粒能夠“吸走”新冠病毒,讓它們無法入侵人類細胞(圖片來源:UCSD官方視頻截圖)


具體來看,科學家們這次在納米顆粒的外邊,套上了來自人類肺上皮細胞的細胞膜,或是巨噬細胞的細胞膜。值得注意的是,這些細胞膜上,也帶有原本屬于這些細胞的各種蛋白受體(包括與新冠病毒結合的受體)。也就是說,在新冠病毒看起來,這些納米顆粒長得和正常細胞幾乎一模一樣,難以區分。因此,只要提供大量納米顆粒,就可以把細胞周圍的新冠病毒給“吸走”,納米海綿的名稱也正是如此而來。

新冠病毒有克星了?細胞納米海綿或被用于抑制新冠病毒感染

▲“打扮成”人類肺上皮細胞的納米海綿,能夠將新冠病毒的感染能力減少93%(圖片來源:UCSD官方視頻截圖)


為了實際檢測這些納米海綿的效果,科學家們與波士頓大學的研究人員們合作,在后者的BSL-4實驗室(具有最高生物安全性的實驗室)進行針對新冠病毒的研究。研究表明,在1毫升的液體里,只要有5毫克的納米海綿,就可以分別將病毒的感染能力減少88%(使用巨噬細胞的細胞膜)和93%(使用肺上皮細胞的細胞膜),讓它們難以入侵人類細胞。


張良方教授向學術經緯團隊介紹說,這種納米海綿,甚至對將來可能出現的變種新冠病毒也有效?!耙驗檫@些細胞膜上有著各種各樣的蛋白受體。只要新冠病毒仍然對人體肺部細胞或巨噬細胞有作用,納米海綿就會有效果?!?

新冠病毒有克星了?細胞納米海綿或被用于抑制新冠病毒感染

▲這種納米海綿的體內安全性也得到了初步的檢驗(圖片來源:參考資料[1])


在細胞實驗中得到了積極的結果后,研究人員們計劃在接下來的幾個月里,評估納米海綿在動物模型內的有效性。如果它能取得進一步的概念驗證,并證實其長期安全有效,則將有望在人體內檢驗抗擊新冠病毒的效果。


我們也期待能有更多針對新冠病毒的創新技術出爐,幫助我們更好地控制疫情,讓人們的生活早日回歸正常!


為驗證這一想法,研究小組首先利用人類肺上皮Ⅱ型細胞和人類巨噬細胞的細胞膜包裹納米粒子聚合物核,制成兩種細胞納米海綿。這些納米海綿上有新冠病毒進入細胞所需的蛋白受體及其他細胞膜蛋白。小鼠實驗表明,這些納米海綿沒有顯示任何短期毒性。隨后,研究人員在裝有新冠病毒和細胞納米海綿的培養皿中處理細胞,將它們一起培養。結果顯示,兩種納米海綿誘餌均中和了新冠病毒并能阻止其感染細胞。


研究人員指出,這種納米海綿平臺具有獨特的優勢,其與病毒突變以及病毒種無關,只要病毒的目標仍是已確認的宿主細胞,納米海綿就能夠中和病毒。這意味著,從理論上講,即使新冠病毒發生突變,納米海綿也會起作用。因此,這種細胞納米海綿是一種對抗新冠病毒感染的有效策略。


同時,研究人員也表示,細胞納米海綿的實用性還需進一步進行驗證,其配方也有進一步優化的空間,而目前進行的動物模型試驗將為未來的人類臨床試驗鋪平道路。


文章來源: 科技日報,藥明康德團隊

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