Anmeldelse:Nanobaserede platforme til diagnose og behandling af COVID-19:Fra bordplat til sengen. Billedkredit:Shutterstock Alvorligt akut respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2), den forårsagende patogen af COVID-19, er indhyllet, enkeltstrenget, positiv sans RNA-virus, som deler mere end 50% sekvenslighed med andre dødelige medlemmer af den menneskelige coronavirus -familie, herunder SARS-CoV og Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV).
SARS-CoV-2 spredes primært fra person til person via store åndedrætsdråber. Imidlertid, nogle nyere undersøgelser har vist muligheden for luftbåren transmission via små respiratoriske aerosoler.
Infektion med SARS-CoV-2 starter med binding af viralt pigprotein til hostecelle angiotensin-konverterende enzym 2 (ACE2) receptor. Ved receptorbinding, piggproteinet aktiveres proteolytisk af værtscelleproteasen TMPRSS2, hvilket fører til dissociation af spike S1/S2 -underenheden og fusion af viralhylsteret med værtscellemembranen.
At være en respiratorisk virus, SARS-CoV-2 påvirker primært de øvre luftveje og forårsager mild til alvorlig lungesygdom. Imidlertid, virussen kan inficere andre vitale organer og forårsage en lang række kliniske komplikationer, herunder kardiovaskulær, neurologisk, mave -tarmkanalen, lever, og nefrologiske lidelser.
Molekylære teknikker såsom revers transkription-polymerasekædereaktion (RT-PCR) betragtes som guldstandarden for diagnosticering af SARS-CoV-2-infektion. Imidlertid, nøjagtigheden, følsomhed, og specificitet af RT-PCR afhænger strengt af virusets genetiske konsistens. Fremkomsten af nye mutationer i den virale målkomponent kan potentielt påvirke den diagnostiske effektivitet af RT-PCR.
Til billedbaseret og klinisk diagnostik af COVID-19, nanomaterialer dukker op som lovende substrater på grund af deres unikke optiske, elektronisk, magnetisk, og mekaniske egenskaber. Nanomaterialer, der er blevet foreslået til viral detektion, omfatter metal, silica, og polymere nanopartikler, kvanteprikker, og carbon nanorør.
Nanobiohybrid platforme
Nanomaterialer kan konjugeres med specifikke virale komponenter, såsom nukleinsyre eller protein, at udvikle nano-bio hybridværktøjer til påvisning af virusinfektion. I denne tilgang, multivalente nano-baserede prober bruges til signaltransduktion.
Kolorimetriske analyseanordninger med sølvnanopartikler som kolorimetriske substrater er blevet udviklet til at detektere MERS-CoV-nukleinsyrer. Tilsvarende guld nanopartikel og kvanteprik-baserede immunosensorer er blevet udviklet til at opdage aviær coronavirus-infektion. Sådanne immunosensorbaserede metoder udviser højere nøjagtighed og følsomhed og hurtigere behandlingstid end ELISA.
For at opdage aviær coronavirus, immunokromatografiske strimler er blevet udviklet ved hjælp af konjugater af viralt pig-specifikt monoklonalt antistof og kolloidt guld som sporstoffer. Tilsvarende laterale strømningsassays er blevet udviklet til nøjagtig SARS-CoV-2-detektion. I disse assays, en papirstrimmel er belagt med konjugater af guldnanopartikel og virusspecifikke antistoffer i den første linje. I den anden linje, indfangningsantistoffer bruges til belægning. Til påvisning, biologiske prøver anbringes på strimlen, og proteiner af interesse placeres på membranen. Efter binding af virale antigener til nanopartikel -antistof konjugater, hele komplekset flyder gennem strimlen og immobiliseres af fangstantistofferne i den anden linje. Dette fører til udseendet af en farvet linje.
For at overvåge spike - ACE2 -interaktion, et energioverføringssystem er blevet udviklet ved hjælp af rekombinant spike RBD konjugeret med fluorescerende kvantepunkter, guld nanopartikler, og celler, der udtrykker GFP-mærket ACE2. Tilsvarende en avanceret felt-effekt transistor biosensor er blevet udviklet ved hjælp af grafenplader konjugeret til et specifikt anti-SARS-CoV-2 spike-antistof. Denne biosensor bruges til ultrasensitiv registrering og påvisning af SARS-CoV-2 antigener.
Mikrofluidiske enheder
I mikrofluidiske enheder, en polymer-, glas-, eller papirbaseret chip fikseres med reaktionskamre og mikrokanaler. Ved hjælp af kapillær, vakuum, eller elektrokinetiske kræfter, denne enhed blander og adskiller flydende prøver.
For nylig, en smartphone-baseret mikrofluid platform er blevet udviklet til kolorimetrisk påvisning af antistoffer mod hiv-infektion. Denne platform består af ZnO nanoroder og polydimethylsiloxan.
Nanomaterialer, såsom sølvkolloid, titandioxid, og diphyllin -nanopartikler, betragtes som lovende antivirale midler og platforme til levering af lægemidler til effektiv håndtering af coronavirus-infektion.
Nano-baseret genterapi
Små interfererende RNA'er (siRNA'er) er yderst effektive til at reducere replikationen af RNA -vira, såsom coronavirus. Effektiviteten af siRNA-baserede behandlinger afhænger strengt af specifik målretning af virussekvensen af interesse og målrettet cellulær levering af terapeutisk siRNA. I denne sammenhæng, ikke -giftig, biokompatible nanocarrier sammensat af polymerer, lipider, polymer/lipidhybrid -nanopartikler, nanohydrogels, silica, dendrimere, jernoxid nanopartikler, eller guld nanopartikler betragtes som lovende siRNA-leveringsplatforme. Disse nanobærere kan forbedre siRNA -stabilitet ved at forhindre enzymatisk nedbrydning.
Til inhalerbar antiviral siRNA-indlæsning og aerosolbaseret levering af antiviralt siRNA i lungerne, polymer/lipid -nanobærere har vist lovende resultater. Tilsvarende Kolesterol-konjugerede lipid-nanopartikler har vist stor styrke i at levere mRNA-baserede COVID-19-vacciner.
Nano-baseret immunterapi
Nanopartikulære former for immunmodulerende midler har vist lovende resultater med hensyn til at modulere immunkomponenternes funktioner og reducere immunmoduleringsrelateret toksicitet. Ud over, nanopartikler, såsom dendrimerer, liposomer, kulstof nanorør, polymerbaserede materialer, og uorganiske nanopartikler, kan inkorporeres med flere antigener for en mere robust aktivering af immunsystemet.
Nano-baserede vacciner
Antivirale nanopartikler er blevet brugt som potentielle immunstimulerende midler til udvikling af vacciner. For eksempel, guld nanopartikler konjugeret med svineoverførbar gastroenteritisvirus er blevet brugt til at aktivere makrofager, fremkalde interferonproduktion, og øge antistof-neutraliserende antistofniveauer hos vaccinerede dyr. Tilsvarende konjugater af ribonukleinsyre og ferritinbaserede nanopartikler er blevet brugt som molekylære chaperoner til at udvikle en vaccine mod MERS-CoV. Vaccinen har vist sig at fremkalde en stærk T -cellerespons og fremme interferonproduktion.
I øjeblikket, nanoteknologi spiller en stadig vigtigere rolle i antiviral terapi mod coronavirus. Nanomaterialer er specielt udviklet til at forbedre leveringen af bioterapeutiske midler på tværs af fysiologiske barrierer. En bred vifte af potentielle nanodeapparater, såsom nanosensorer, nano-baserede vacciner, og smarte nanomedicin, giver stort håb om at bekæmpe nuværende og fremtidige muterede versioner af coronavirus.
Mundskyl påvirker effekten af træning
Hvordan massescreeningsindsats har hjulpet med at identificere flere tilfælde af cøliaki hos børn
Apoptose er en vigtig formidler af patogenese i infektion med coronavirus fra dyr
Det er sikkert at fodre råfoder til kæledyr,
Mænd, der spiser yoghurt to gange om ugen, er mindre tilbøjelige til at udvikle tarmkræft
Lungemikrobiom forudsiger sværhedsgraden af COVID-19 sygdom
Thiopuriner kan hjælpe med at stoppe viral replikation i menneskelige coronavirus
Forskere fra Institut for Mikrobiologi &Immunologi, Dalhousie Universitet, University of Calgary, og Institut for Biokemi og Molekylærbiologi, University of British Columbia, Canada, arbejdet med menn
Det er sikkert at fodre råfoder til kæledyr,
finder en ny undersøgelse En stor multinationel undersøgelse viser, at dyreejere ikke tror, at fodring af rå mad øger risikoen for infektion for husstandens medlemmer. Rå mad omfatter alt ubehandlet
Forskeren beviser mikrobiomets rolle i fedme
Ny forskning præsenteret af Dr. Christoph Thaiss i sit prisvindende essay om Videnskab og SciLifeLab -prisen for unge forskere ”beskriver flere bakterielle metabolitter i den menneskelige tarm modi