科学家开发出安全研究COVID-19和其他传染性疾病的方法

美国海军研究实验室和国家转化科学促进中心(NCATS)的科学家和研究人员将他们的发现提交给科学期刊ACS Nano,以共同开发SARS-CoV-2纳米探针用于研究SARS-CoV-2 Spike蛋白与人类细胞之间基本相互作用的蛋白。

科学家开发出安全研究COVID-19和其他传染性疾病的方法

众所周知,SARS-CoV-2会通过其外部“尖峰”蛋白附着在血管紧张素转化酶2(ACE2)受体上,该蛋白覆盖表面,病毒用来与人体细胞结合并进入人体细胞。

NRL生物物理学家Eunkeu Oh博士说:“我们开发了基于纳米粒子的假病毒颗粒,该假病毒颗粒与宿主细胞结合并在细胞内追踪而不会被传染。” “这为将相同的策略扩展到其他多种传染病提供了机会。”

他们与NCATS(美国国立卫生研究院(NIH)的一部分)的研究人员一起,开发了非传染性探针,以研究SARS-CoV-2,SARS-CoV-2是当前COVID-19大流行的病原性病毒。

NRL光学纳米材料部门的负责人梅森·沃拉克(Mason Wolak)博士说:“简单地说,将病毒排除在细胞外可阻止其复制,传播和加剧感染。” “合作的最终目标是阐明SARS-CoV-2引起感染的基本机制,并筛选和鉴定抑制这些机制的潜在药物。”

使科学家着迷的一件事是量子点纳米颗粒通过一种称为“内吞作用”的过程,诱导ACE2从细胞膜向细胞内部易位的能力。NCATS研究科学家Kirill Gorshkov博士说,阻止内吞作用的实验阻止了量子点假病毒和ACE2受体复合物的内在化。

“虽然我们认为这是可能的,但在极少量的量子点伪病毒粒子发生的情况下,我们拥有一个强大的系统来实时跟踪病毒附着和对细胞的影响,因为这些量子点发出荧光。”戈尔什科夫说。

在NRL开发的纳米粒子探针由附着在发光量子点核心表面的多个Spike蛋白亚基组成。

沃拉克说:“我们将这些探针称为“伪病毒体”,因为它们近似于SARS-CoV-2病毒的形状,同时还模拟了它们与人细胞的生理相互作用。伪病毒粒子发出的光可以时空追踪它们与人类细胞的相互作用。”

Wolak继续说,与ACE2的结合被视为病毒向细胞感染的第一步。在寻求治疗干预措施以减轻大流行对军事和公共卫生的影响时,成功抑制这种结合是极为重要的任务。

NRL和NCATS当前正在设计和测试高通量细胞成像测试的可行性,以筛选整个治疗剂库以抑制Spike / ACE2结合和内在化。

Gorshkov说,“这也为通过NCATS其他方法发现的新药进行高通量测试,与我们的系统交叉验证这些化合物以及测试在NCATS和其他地方开发的全新治疗方式(无论是在NRL上进行生化处理)打开了大门”。

在NCATS进行的这些测试将允许每个实验筛选多达1,536个药物靶标。

计划进行进一步的研究,以研究突变的Spike蛋白增加SARS-CoV-2传染性的机制。NRL / NCATS小组还计划探索使用假病毒颗粒进行位点特异性细胞内药物递送的可能性,以破坏SARS-CoV-2复制机制。

Wolak说:“非常重要的一点是,含有Spike的假病毒粒子具有广泛的应用潜力,不仅可以打击COVID19,而且可以打击任何以ACE2受体为细胞的疾病。”

他希望这项研究能够激发并激发下一代的未来研究者踏上探索之旅。

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