Recenzia:Nanobased platformy pre diagnostiku a liečbu COVID-19:od lavičky k posteli. Obrazový kredit:Shutterstock Závažný akútny respiračný syndróm koronavírus 2 (SARS-CoV-2), príčinný patogén COVID-19, je obalený, Jednovláknové, RNA vírus s pozitívnym zmyslom, ktorý zdieľa viac ako 50% podobnosť sekvencií s inými smrteľnými členmi rodiny ľudského koronavírusu, vrátane SARS-CoV a koronavírusu respiračného syndrómu na Blízkom východe (MERS-CoV).
SARS-CoV-2 sa primárne šíri z človeka na človeka prostredníctvom veľkých kvapiek dýchania. Avšak, niektoré nedávne štúdie naznačili možnosť prenosu vzduchom prostredníctvom malých respiračných aerosólov.
Infekcia SARS-CoV-2 sa začína väzbou vírusového špičkového proteínu na receptor enzýmu konvertujúceho enzýmu 2 (ACE2) hostiteľskej bunky. Po väzbe na receptor proteín spike je proteolyticky aktivovaný proteázou hostiteľskej bunky TMPRSS2, čo vedie k disociácii špičkovej podjednotky S1/S2 a fúzii vírusového obalu s membránou hostiteľskej bunky.
Keďže ide o respiračný vírus, SARS-CoV-2 primárne postihuje horné dýchacie cesty a spôsobuje mierne až závažné pľúcne ochorenia. Avšak, vírus môže infikovať ďalšie životne dôležité orgány a spôsobiť celý rad klinických komplikácií, vrátane kardiovaskulárnych, neurologické, gastrointestinálne, pečeňové, a nefrologické poruchy.
Molekulárne techniky, ako je reťazová reakcia s reverznou transkripčnou polymerázou (RT-PCR), sa považujú za zlatý štandard na diagnostiku infekcie SARS-CoV-2. Avšak, tá presnosť, citlivosť, a špecifickosť RT-PCR striktne závisia od genetickej konzistencie vírusu. Vznik nových mutácií v cieľovej vírusovej zložke môže potenciálne ovplyvniť diagnostickú účinnosť RT-PCR.
Na obrazovú a klinickú diagnostiku COVID-19, nanomateriály sa vďaka svojim jedinečným optickým, elektronický, magnetický, a mechanické vlastnosti. Medzi nanomateriály, ktoré boli navrhnuté na detekciu vírusov, patria kovy, oxid kremičitý, a polymérne nanočastice, kvantové bodky, a uhlíkové nanorúrky.
Nanobiohybridné platformy
Nanomateriály môžu byť konjugované so špecifickými vírusovými zložkami, ako je nukleová kyselina alebo proteín, vyvinúť nano-bio hybridné nástroje na detekciu vírusových infekcií. Pri tomto prístupe na prenos signálu sa používajú multivalentné sondy na báze nano.
Kolorimetrické analytické zariadenia s nanočasticami striebra ako kolorimetrickými substrátmi boli vyvinuté na detekciu nukleových kyselín MERS-CoV. Podobne, Na detekciu vtáčej koronavírusovej infekcie boli vyvinuté zlaté nanočastice a imunosenzory na báze kvantových bodiek. Tieto metódy založené na imunosenzore vykazujú vyššiu presnosť a citlivosť a rýchlejší čas na vybavenie než ELISA.
Na detekciu vtáčích koronavírusov Imunochromatografické prúžky boli vyvinuté s použitím konjugátov vírusovej špecifickej monoklonálnej protilátky a koloidného zlata ako indikátorov. Podobne, na presnú detekciu SARS-CoV-2 boli vyvinuté testy bočného prietoku. V týchto testoch papierový prúžok je v prvom rade potiahnutý konjugátmi nanočastíc zlata a protilátok špecifických pre vírus. V druhom riadku, na poťahovanie sa používajú záchytné protilátky. Na detekciu, biologické vzorky sa umiestnia na pásik, a požadované proteíny sú umiestnené na membránu. Po väzbe vírusových antigénov na konjugáty nanočastice - protilátka, celý komplex preteká prúžkom a je imobilizovaný záchytnými protilátkami v druhom rade. To vedie k vzhľadu farebnej čiary.
Na monitorovanie špičiek - interakcie ACE2, bol vyvinutý systém prenosu energie s použitím rekombinantného hrotu RBD konjugovaného s fluorescenčnými kvantovými bodkami, nanočastice zlata, a bunky exprimujúce ACE2 označený GFP. Podobne, pokročilý tranzistorový biosenzor s efektom poľa bol vyvinutý s použitím grafénových listov konjugovaných so špecifickou špičkovou protilátkou anti-SARS-CoV-2. Tento biosenzor sa používa na ultrazvukové snímanie a detekciu antigénov SARS-CoV-2.
Mikrofluidné zariadenia
V mikrofluidických zariadeniach polymér, sklo-, alebo čip na papierovej báze je fixovaný reakčnými komorami a mikrokanálikmi. Pomocou kapiláry, vákuum, alebo elektrokinetické sily, toto zariadenie mieša a oddeľuje kvapalné vzorky.
Nedávno mikrofluidická platforma založená na smartfónoch bola vyvinutá na kolorimetrickú detekciu protilátok proti infekcii HIV. Táto platforma sa skladá z nanorodov ZnO a polydimetylsiloxánu.
Nanomateriály, ako koloid striebra, oxid titaničitý, a nanočastice difylínu, sa považujú za sľubné antivírusové látky a platformy na dodávanie liečiv na účinné zvládanie infekcie koronavírusom.
Génová terapia na báze nanorobotík
Malé interferujúce RNA (siRNA) sú vysoko účinné pri znižovaní replikácie RNA vírusov, ako sú koronavírusy. Účinnosť ošetrení na báze siRNA striktne závisí od špecifického zacielenia požadovanej vírusovej sekvencie a cieleného bunkového dodania terapeutickej siRNA. V tomto kontexte, netoxické, biokompatibilné nanonosiče zložené z polymérov, lipidy, hybridné nanočastice polymér/lipid, nanohydrogély, oxid kremičitý, dendriméry, nanočastice oxidu železa, alebo nanočastice zlata sú považované za sľubné platformy na dodávanie siRNA. Tieto nanonosiče môžu zlepšiť stabilitu siRNA tým, že zabraňujú enzymatickej degradácii.
Na vdýchnutie antivírusovej siRNA a dodanie antivírusovej siRNA do pľúc na báze aerosólu, polymér/lipidové nanonosiče ukázali sľubné výsledky. Podobne, Lipidové nanočastice konjugované s cholesterolom vykazovali vysokú účinnosť pri dodávaní vakcín COVID-19 na báze mRNA.
Nano-imunoterapia
Nanočasticové formy imunomodulačných činidiel vykázali sľubné výsledky z hľadiska modulácie funkcií imunitných zložiek a zníženia toxicity súvisiacej s imunomoduláciou. Navyše, nanočastice, ako sú dendriméry, lipozómy, uhlíkové nanorúrky, materiály na báze polymérov, a anorganické nanočastice, môžu byť začlenené s niekoľkými antigénmi pre robustnejšiu aktiváciu imunitného systému.
Vakcíny na báze nano
Antivírusové nanočastice boli použité ako potenciálne imunostimulačné činidlá pre vývoj vakcín. Napríklad, nanočastice zlata konjugované s vírusom prenosnej gastroenteritídy ošípaných boli použité na aktiváciu makrofágov, indukovať produkciu interferónu, a zvýšiť hladiny neutralizujúcich protilátok proti koronavírusu u očkovaných zvierat. Podobne, konjugáty nanočastíc ribonukleovej kyseliny a feritínu sa použili ako molekulárne chaperóny na vývoj vakcíny proti MERS-CoV. Ukázalo sa, že vakcína indukuje silnú odpoveď T buniek a podporuje produkciu interferónu.
V súčasnej dobe nanotechnológie zohrávajú stále dôležitejšiu úlohu v antivírusovej terapii koronavírusov. Nanomateriály boli vyvinuté špeciálne na zlepšenie dodávania bioterapeutík cez fyziologické bariéry. Široká škála potenciálnych nanozariadení, ako sú nanosenzory, očkovacie látky na báze nano, a inteligentné nanomedicíny, ponúka veľkú nádej v boji proti súčasným a budúcim mutovaným verziám koronavírusov.
Črevný mikrobióm môže hrať úlohu v závažnom ochorení COVID-19
Súčasná globálna pandémia COVID-19 je spôsobená závažným akútnym respiračným syndrómom beta koronavírusom coronavirus-2 (SARS-CoV-2), ktorá nakazila viac ako 22,1 milióna a spôsobila celosvetovo 780 t
Málo dôkazov o trombocytopénii spojenej s vakcínou mRNA COVID-19,
navrhuje novú štúdiu FDA Aj keď bol zavedený rad vakcín na boj proti pandémii koronavírusovej choroby 2019 (COVID-19), boli hlásené niektoré závažné nežiaduce účinky, vo forme trombocytopénie. Nová št
Črevný mikrobióm sa mení varením rastlinných potravín,
hovorí nová štúdia Keď sa vedci z UC San Francisco a Harvard spojili, aby zistili, ako je varenie ovplyvnené črevným mikrobiómom, zistili, že k hlbokým zmenám dochádza u ľudí aj u myší v závislosti od
