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2号站注册登录纳米颗粒SARS-CoV-2模型可能加速药物的研究

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一组科学家从国家医学转化中心(NCATS)和海军研究实验室(海军)在华盛顿特区,已经开发出一种新工具,模拟如何SARS-CoV-2——导致COVID-19的病毒感染细胞,可能会加快的信息寻找这种疾病的治疗方
法。
 
该工具是一种荧光纳米颗粒探针,2号站注册登录利用SARS-CoV-2表面的刺突蛋白与细胞结合,并触发将病毒拉入细胞的过程。该探针可用于测试,以快速评估生物制剂、药物和化合物阻止实际病毒感染人类细胞的能力。研究人员的发现发表在8月26日的ACS Nano上。
 
我们的目标是创建一个筛选系统,以找到阻止SARS-CoV-2与细胞结合并感染它们的化合物。”
 
Kirill Gorshkov博士,NCATS的翻译科学家和这项研究的共同通讯作者
 
然而,在这种筛查研究中使用实际病毒将是困难的,并且需要特殊设施。相反,Gorshkov和Eunkeu Oh博士,NRL和co的研究生物物理学家?这项研究的通讯作者和他们的同事希望使用纳米颗粒来模拟病毒结合并入侵宿主人类细胞的功能。
 
NCATS和NRL的研究人员合作设计和测试了探测器,结合了他们互补的技能集,比单独的研究工作更快地交付结果。由光学纳米材料专家Mason Wolak博士领导的NRL团队将最初的合作整合在一起。
 
“我们NRL是纳米颗粒方面的专家,而NCATS的研究人员是使用细胞系统进行药物筛选方面的专家,”Oh解释道。“所以,这是完美的搭配。”
 
为了制造这种探测器,NRL的科学家们用镉和硒制成了一种名为量子点的荧光纳米颗粒。这些球形纳米颗粒大小约为10纳米,比人类头发丝的宽度还要小3000倍。
 
然后,NCATS-NRL研究小组用SARS-CoV-2尖峰蛋白的一部分镶嵌量子点的表面,该蛋白与人类细胞上的血管紧张素转换酶2 (ACE2)受体结合。刺突蛋白与ACE2的结合是进入病毒感染途径的第一步。
 
量子点发出的光允许科学家在显微镜下追踪这些点的行为。“因为它们是如此明亮的荧光物体,量子点给我们提供了一个强大的系统来实时跟踪病毒附着和对细胞的影响,”Gorshkov解释说。
 
研究人员追踪了量子点探针是如何与表面含有ACE2的人体细胞相互作用的。他们观察纳米颗粒探针附着在ACE2上,后者与探针结合并将其拉入细胞。量子点探针在一种常用于冠状病毒检测的肺细胞系中起到了同样的作用。安全数据显示,在研究中使用的浓度和接触时间下,探针对试验细胞没有毒性。
 
量子点沿着SARS-CoV-2途径进入细胞,但是研究小组发现探针在抗体存在的情况下也模仿了病毒。抗体是免疫系统产生的蛋白质,可以中和像SARS-CoV-2这样的病毒。这些抗体也被证明是量子点探针的有效抑制剂,阻止它们与ACE2结合并进入人类细胞。
 
抗体反应意味着量子点探针可以帮助研究人员快速测试潜在治疗药物阻止病毒进入和感染细胞的能力。使用探针的检测也可以确定潜在的治疗方法可以安全有效地阻止感染的浓度。
 
“使用量子点,我们可以创建用于药物筛选和药物再利用的测试,使用具有活性的化合物库,但也得到了美国食品和药物管理局的批准,”Gorshkov说。“这种检测方法可以迅速确定对COVID-19有希望的、安全的治疗方法。”
 
ACE2可能不是唯一的受体SARS-CoV-2的目标,而且量子点探针的灵活设计将允许研究人员交换与其他受体结合的尖峰。有了这种探针,研究人员还可以通过在量子点上添加突变的峰值来测试突变如何改变病毒的行为方式,以及治疗的效果如何。
 
除了SARS-CoV-2之外,研究人员还可以修改纳米颗粒探针来模拟其他病毒,并揭示它们的感染途径。Gorshkov说,量子点探针在测试其他疾病的潜在疗法时也可能有用。量子点还可以将药物直接送到细胞,将治疗范围缩小到特定的细胞类型、器官或癌症。

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