Pregled:Platforme na bazi nano dijagnostike i liječenja COVID-19:od klupe do kreveta. Kredit za sliku:Shutterstock Teški akutni respiratorni sindrom koronavirus 2 (SARS-CoV-2), uzročnik COVID-19, je omotan, jednolančani, pozitivan RNA virus, koja ima više od 50% sličnosti u sekvenci s drugim smrtonosnim članovima obitelji koronavirusa, uključujući SARS-CoV i koronavirus respiratornog sindroma na Bliskom istoku (MERS-CoV).
SARS-CoV-2 prvenstveno se prenosi s osobe na osobu velikim respiratornim kapljicama. Međutim, neke novije studije ukazuju na mogućnost prijenosa zrakom putem malih respiratornih aerosola.
Infekcija s SARS-CoV-2 započinje vezanjem proteina virusnog spika na receptor stanice angiotenzin konvertirajućeg enzima 2 (ACE2) u stanici domaćina. Nakon vezanja receptora, protein spike proteolitički aktivira proteaza stanice domaćina TMPRSS2, što dovodi do disocijacije spike S1/S2 podjedinice i fuzije virusne ovojnice s staničnom membranom domaćina.
Budući da je respiratorni virus, SARS-CoV-2 prvenstveno zahvaća gornje dišne putove i uzrokuje blagu do tešku plućnu bolest. Međutim, virus može zaraziti druge vitalne organe i uzrokovati širok raspon kliničkih komplikacija, uključujući kardiovaskularne, neurološki, gastrointestinalni, jetrena, i nefrološke poremećaje.
Molekularne tehnike, poput lančane reakcije reverzne transkripcije-polimeraze (RT-PCR), smatraju se zlatnim standardom za dijagnosticiranje infekcije SARS-CoV-2. Međutim, točnost, osjetljivost, i specifičnost RT-PCR-a strogo ovise o genetskoj konzistenciji virusa. Pojava novih mutacija u ciljnoj virusnoj komponenti potencijalno može utjecati na dijagnostičku učinkovitost RT-PCR-a.
Za slikovnu i kliničku dijagnostiku COVID-19, nanomaterijali se pojavljuju kao obećavajuće podloge zbog svoje jedinstvene optičke, elektronički, magnetski, i mehanička svojstva. Nanomaterijali koji su predloženi za otkrivanje virusa uključuju metal, silicijev dioksid, i polimerne nanočestice, kvantne točke, i ugljikove nanocijevi.
Nanobiohibridne platforme
Nanomaterijali se mogu konjugirati sa specifičnim virusnim komponentama, poput nukleinske kiseline ili proteina, za razvoj nano-bio hibridnih alata za otkrivanje virusne infekcije. U ovom pristupu, za prijenos signala koriste se viševalentne sonde na bazi nano.
Kolorimetrijski analitički uređaji s nanočesticama srebra kao kolorimetrijskim supstratima razvijeni su za otkrivanje MERS-CoV nukleinskih kiselina. Slično, zlatne nanočestice i imunosenzori na bazi kvantnih točaka razvijeni su za otkrivanje infekcije koronavirusom ptica. Takve metode temeljene na imunosenzorima pokazuju veću točnost i osjetljivost te brže vrijeme obrade od ELISA-e.
Za otkrivanje ptičjeg koronavirusa, imunokromatografske trake razvijene su korištenjem konjugata virusnih spiklo specifičnih monoklonskih antitijela i koloidnog zlata kao pokazatelja. Slično, razvijeni su testovi bočnog protoka za točnu detekciju SARS-CoV-2. U tim ispitivanjima, papirnata traka obložena je konjugatima zlatnih nanočestica i protutijelima specifičnim za virus u prvom redu. U drugom retku, antitijela za hvatanje koriste se za oblaganje. Za otkrivanje, biološki uzorci stavljaju se na traku, a proteini od interesa stavljaju se na membranu. Nakon vezanja virusnih antigena na konjugate nanočestica -antitijelo, cijeli kompleks teče kroz traku i imobiliziran je hvatajućim antitijelima u drugoj liniji. To dovodi do pojave obojene linije.
Za praćenje interakcije spike - ACE2, sustav prijenosa energije razvijen je pomoću rekombinantnog šiljastog RBD -a konjugiranog s fluorescentnim kvantnim točkama, nanočestice zlata, i stanice koje izražavaju ACE2 označen GFP-om. Slično, napredni biosenzor tranzistora s efektom polja razvijen je korištenjem grafenskih listova konjugiranih sa specifičnim antitijelom protiv SARS-CoV-2. Ovaj biosenzor koristi se za ultraosjetljivo otkrivanje i otkrivanje antigena SARS-CoV-2.
Mikrofluidni uređaji
U mikrofluidnim uređajima, polimer-, staklo-, ili čip na bazi papira učvršćen je reakcijskim komorama i mikrokanalima. Koristeći kapilare, vakuum, ili elektrokinetičke sile, ovaj uređaj miješa i odvaja tekuće uzorke.
Nedavno, mikrofluidna platforma zasnovana na pametnom telefonu razvijena je za kolorimetrijsko otkrivanje antitijela protiv HIV infekcije. Ova platforma sastoji se od nanožica ZnO i polidimetilsiloksana.
Nanomaterijali, kao što je srebrni koloid, titanov dioksid, i nanočestice difilina, smatraju se obećavajućim antivirusnim lijekovima i platformama za isporuku lijekova za učinkovito upravljanje infekcijom koronavirusom.
Genska terapija na bazi nano
Male interferirajuće RNA (siRNA) vrlo su učinkovite u smanjenju replikacije RNA virusa, poput koronavirusa. Učinkovitost tretmana temeljenih na siRNA strogo ovisi o specifičnom ciljanju virusne sekvence od interesa i ciljanoj staničnoj isporuci terapijske siRNA. U ovom kontekstu, netoksičan, biokompatibilni nanonosioci sastavljeni od polimera, lipidi, polimer/lipid hibridne nanočestice, nanohidrogelovi, silicijev dioksid, dendrimeri, nanočestice željezovog oksida, ili nanočestice zlata smatraju se obećavajućim platformama za isporuku siRNA. Ovi nanonositelji mogu poboljšati stabilnost siRNA sprečavanjem enzimske razgradnje.
Za inhalacijsko unošenje antivirusne siRNA i isporuku antivirusne siRNA na bazi aerosola u pluća, polimer/lipidni nanonosioci pokazali su obećavajuće rezultate. Slično, Nanočestice lipida konjugirane kolesterolom pokazale su veliku moć u isporuci cjepiva protiv COVID-19 na bazi mRNA.
Imunoterapija na bazi nano
Oblici nanočestica imunomodulacijskih sredstava pokazali su obećavajuće ishode u smislu moduliranja funkcija imunoloških komponenti i smanjenja toksičnosti povezane s imunomodulacijom. U Dodatku, nanočestice, kao što su dendrimeri, liposomi, ugljične nanocijevi, materijali na bazi polimera, i anorganske nanočestice, može se ugraditi s nekoliko antigena za snažniju aktivaciju imunološkog sustava.
Cjepiva na bazi nano
Antivirusne nanočestice korištene su kao potencijalna imunostimulacijska sredstva za razvoj cjepiva. Na primjer, nanočestice zlata konjugirane s virusom svinjskog prijenosnog gastroenteritisa korištene su za aktiviranje makrofaga, potaknuti proizvodnju interferona, te povećati razinu antitijela koja neutraliziraju koronavirus u cijepljenih životinja. Slično, konjugati ribonukleinske kiseline i nanočestica na bazi feritina korišteni su kao molekularni pratitelji za razvoj cjepiva protiv MERS-CoV. Pokazalo se da cjepivo izaziva snažan odgovor T stanica i potiče proizvodnju interferona.
Trenutno, nanotehnologija igra sve važniju ulogu u antivirusnoj terapiji koronavirusa. Nanomaterijali su razvijeni posebno za poboljšanje isporuke bioterapeutika preko fizioloških barijera. Širok raspon potencijalnih nano uređaja, kao što su nanosenzori, cjepiva na bazi nano, i pametne nanomedicine, nudi veliku nadu u borbi protiv sadašnjih i budućih mutiranih verzija koronavirusa.
Elektronička pilula za otkrivanje plinova za dijagnosticiranje gastrointestinalnih tegoba
Žene rođene carskim rezom imaju veći rizik od pretilosti i dijabetesa
Sluz u tuš kabinama mogla bi sadržavati opasne plućne bakterije
Domaći psi za koje nije vjerojatno da će prenijeti SARS-CoV-2,
Ograničenja vezana uz COVID-19 dovela su do pada zaraze norovirusom u SAD-u za 86 posto,
Genetski prilagođene crijevne bakterije smanjuju rizik od kolorektalnog karcinoma kod miševa
Dugotrajna upotreba antibiotika u bolesnika potiče crijevne bakterije otporne na lijekove
Vrlo nedonoščad često su bolesna i zahtijevaju liječenje antibioticima kako bi im spasila živote. Međutim, kada ovaj oblik terapije traje 20 ili više mjeseci, može dugoročno utjecati na crijevni mikro
Dezinficijensi za kućanstvo mogli bi pridonijeti riziku od pretilosti kod djece
Kanadski su istraživači pokazali da uobičajeno korišteni proizvodi za čišćenje kućanstva mogu uzrokovati prekomjernu težinu djece uzrokujući promjene u crijevnoj mikroflori. Sergej Mironov
Znanstveni simpozij u LABVOLUTION -u fokusira se na ključna pitanja znanosti o životu
Znanstveni simpozij u LABVOLUTION -u bit će usredotočen na ključna pitanja znanosti o životu. Prema tome, predviđa se visoka razina potražnje posjetitelja. Znanstveni simpozij će imati sv