Pregled:Platforme za diagnosticiranje in zdravljenje COVID-19 na osnovi nano nanosov:od mize do postelje. Avtor slike:Shutterstock Hudi akutni respiratorni sindrom koronavirus 2 (SARS-CoV-2), povzročitelj COVID-19, je v ovojnici, enoverižni, virus pozitivne RNA, ki ima več kot 50% podobnosti zaporedja z drugimi smrtonosnimi člani družine človeških koronavirusov, vključno s koronavirusom respiratornega sindroma SARS-CoV in Bližnjega vzhoda (MERS-CoV).
SARS-CoV-2 se večinoma širi od osebe do osebe z velikimi dihalnimi kapljicami. Vendar pa nekatere nedavne študije so pokazale možnost prenosa v zraku z majhnimi aerosoli za dihanje.
Okužba s SARS-CoV-2 se začne z vezavo virusnega spik proteina na receptor angiotenzin-konvertirajočega encima 2 gostitelja (ACE2). Po vezavi receptorja, proteinski protein aktivira proteaza gostiteljske celice TMPRSS2, kar vodi v disociacijo konice S1/S2 podenote in zlitje ovojnice virusa z membrano gostiteljske celice.
Ker je virus dihal, SARS-CoV-2 prizadene predvsem zgornje dihalne poti in povzroča blage do hude pljučne bolezni. Vendar pa virus lahko okuži druge vitalne organe in povzroči številne klinične zaplete, vključno s srčno -žilnimi, nevrološki, prebavila, jetra, in nefrološke motnje.
Molekularne tehnike, kot je verižna reakcija s povratno transkripcijo-polimerazo (RT-PCR), veljajo za zlati standard pri diagnosticiranju okužbe s SARS-CoV-2. Vendar pa natančnost, občutljivost, in specifičnost RT-PCR sta strogo odvisna od genetske skladnosti virusa. Pojav novih mutacij v ciljni virusni komponenti lahko potencialno vpliva na diagnostično učinkovitost RT-PCR.
Za slikovno in klinično diagnozo COVID-19, nanomateriali postajajo obetavni substrati zaradi svoje edinstvene optike, elektronski, magnetni, in mehanske lastnosti. Nanomateriali, ki so bili predlagani za odkrivanje virusov, vključujejo kovine, silicijev dioksid, in polimernih nanodelcev, kvantne pike, in ogljikove nanocevke.
Nanobiohibridne platforme
Nanomateriale lahko konjugiramo s specifičnimi virusnimi komponentami, kot so nukleinska kislina ali beljakovine, za razvoj nano-bio hibridnih orodij za odkrivanje virusne okužbe. Pri tem pristopu je Za prenos signala se uporabljajo večvalentne sonde na osnovi nano.
Za odkrivanje nukleinskih kislin MERS-CoV so bile razvite kolorimetrične analitične naprave s srebrnimi nanodelci kot kolorimetričnimi substrati. Podobno, za odkrivanje okužbe s koronavirusom pri pticah so bili razviti zlati nanodelci in imunosenzorji na osnovi kvantnih pik. Takšne metode, ki temeljijo na imunosenzorjih, kažejo večjo natančnost in občutljivost ter hitrejši čas obdelave kot ELISA.
Za odkrivanje ptičjega koronavirusa, imunokromatografski trakovi so bili razviti z uporabo konjugatov virusnih konic specifičnih monoklonskih protiteles in koloidnega zlata kot sledilcev. Podobno, za natančno odkrivanje SARS-CoV-2 so bili razviti testi stranskega pretoka. V teh testih je papirni trak je v prvi vrstici prevlečen s konjugati zlatih nanodelcev in protiteles, specifičnih za virus. V drugi vrstici, za prevleko se uporabljajo zajemalna protitelesa. Za odkrivanje, biološki vzorci se dajo na trak, in proteini, ki nas zanimajo, so nameščeni na membrano. Po vezavi virusnih antigenov na konjugate nanodelcev in protiteles, celoten kompleks teče skozi trak in ga imobilizirajo zajemalna protitelesa v drugi vrstici. To vodi do pojava barvne črte.
Za spremljanje medsebojne interakcije ACE2, sistem za prenos energije je bil razvit z uporabo rekombinantnega trna RBD, konjugiranega s fluorescenčnimi kvantnimi pikami, nanodelci zlata, in celice, ki izražajo ACE2 z oznako GFP. Podobno, napreden biosenzor tranzistorja s poljskim učinkom je bil razvit z uporabo grafenskih listov, konjugiranih s specifičnim protitelesom proti SARS-CoV-2. Ta biosenzor se uporablja za ultra občutljivo zaznavanje in odkrivanje antigenov SARS-CoV-2.
Mikrofluidne naprave
V mikrofluidnih napravah, polimer-, steklo-, ali čip na papirni osnovi je pritrjen z reakcijskimi komorami in mikrokanali. Z uporabo kapilar, vakuum, ali elektrokinetične sile, ta naprava meša in ločuje tekoče vzorce.
Pred kratkim je mikrofluidna platforma na osnovi pametnega telefona je bila razvita za kolorimetrično odkrivanje protiteles proti okužbi s HIV. Ta platforma je sestavljena iz nanožic ZnO in polidimetilsiloksana.
Nanomateriali, kot je srebrni koloid, titanov dioksid, in nanodelci difilina, veljajo za obetavna protivirusna sredstva in platforme za dostavo zdravil za učinkovito obvladovanje okužbe s koronavirusom.
Genska terapija na osnovi nano
Majhne moteče RNA (siRNA) so zelo učinkovite pri zmanjševanju replikacije virusov RNA, kot so koronavirusi. Učinkovitost zdravljenja na osnovi siRNA je strogo odvisna od specifične usmerjenosti virusnega zaporedja, ki nas zanima, in ciljne celične dostave terapevtske siRNA. V tem kontekstu netoksično, biokompatibilni nanonosilci, sestavljeni iz polimerov, lipidi, hibridni nanodelci iz polimera/lipidov, nanohidrogeli, silicijev dioksid, dendrimerji, nanodelci železovega oksida, ali nanodelci zlata veljajo za obetavne platforme za dostavo siRNA. Ti nanonosilci lahko izboljšajo stabilnost siRNA s preprečevanjem encimske razgradnje.
Za vdihavanje protivirusne siRNA in dajanje protivirusne siRNA na osnovi aerosolov v pljučih, polimerni/lipidni nanonosilci so pokazali obetavne rezultate. Podobno, Nanodelci lipidov, konjugirani s holesterolom, so pokazali visoko učinkovitost pri dajanju cepiv proti COVID-19 na osnovi mRNA.
Imunoterapija na osnovi nano
Oblike nanodelcev imunomodulatorjev so pokazale obetavne rezultate v smislu moduliranja funkcij imunskih komponent in zmanjšanja toksičnosti, povezane z imunomodulacijo. Poleg tega nanodelci, denimo dendrimerji, liposomi, ogljikove nanocevke, materiali na osnovi polimerov, in anorganskih nanodelcev, lahko vključimo z več antigeni za močnejšo aktivacijo imunskega sistema.
Cepiva na osnovi nano
Protivirusni nanodelci so bili uporabljeni kot potencialna imunostimulacijska sredstva za razvoj cepiva. Na primer, zlati nanodelci, konjugirani z virusom prenosljivega gastroenteritisa pri prašičih, so bili uporabljeni za aktiviranje makrofagov, spodbujajo proizvodnjo interferona, in povečati raven protiteles za nevtralizacijo koronavirusa pri cepljenih živalih. Podobno, konjugati ribonukleinske kisline in nanodelcev na osnovi feritina so bili uporabljeni kot molekularni spremljevalci za razvoj cepiva proti MERS-CoV. Dokazano je, da cepivo povzroča močan odziv T celic in spodbuja proizvodnjo interferona.
Trenutno, nanotehnologija igra vse pomembnejšo vlogo pri protivirusni terapiji za koronavirus. Nanomateriali so bili razviti posebej za izboljšanje dostave bioterapevtikov preko fizioloških ovir. Široka paleta potencialnih nanonaprav, kot so nanosensorji, cepiva na osnovi nano, in pametne nanomedicine, ponuja veliko upanja za boj proti sedanjim in prihodnjim mutiranim različicam koronavirusov.
Mikrobi bi lahko napovedali smrtne izide pri bolnikih s prezračevanjem COVID-19
Zaviralci GSK-3 obetajo pri zdravljenju okužb s koronavirusom
Velika študija ugotavlja, da je virusna obremenitev SARS-CoV-2 pri otrocih najnižja
Beljakovina SARS-CoV N izzove proizvodnjo IFN-β tako, da izzove vseprisotnost RIG-I,
Raziskovalci z dieto manipulirajo z bakterijskimi vrstami v črevesju
Omejitve COVID-19 so povzročile 86-odstotni padec okužb z norovirusi v ZDA,
Znanstveniki razvijajo 3D natisnjene tablete, ki vzorčijo bakterije, ki jih najdemo v črevesju
Črevesni mikrobiom je sestavljen iz bilijonov živih mikrobov, in več kot tisoč vrst bakterij. Znano je, da črevesje igra pomembno vlogo pri zdravju telesa. Skupina univerzitetnih inženirjev je morda r
Dezinfekcijska sredstva za gospodinjstvo lahko prispevajo k tveganju debelosti pri otrocih
Kanadski raziskovalci so pokazali, da lahko pogosto uporabljena gospodinjska čistilna sredstva povzročijo prekomerno telesno težo otrok, saj povzročijo spremembe v črevesni mikroflori. Ser
PENTAX Medical zbere 125 USD,
000 za Svetovni sklad za raziskave raka v okviru kampanje MILES FOR HEALTH PENTAX Medical, vodilni ponudnik endo-slikovnih rešitev, praznuje 100 th obletnico ustanovitve optičnega delniškega podjetj