Наногубки – пастки для коронавірусу
Наночастинки, вкриті мембранами клітин легень та клітин імунної системи, можуть зв’язувати та нейтралізувати частинки коронавірусу SARS-CoV-2. Новий підхід до боротьби зі збудником COVID-19 був запропонований вченими із Університетів Сан-Дієго та Бостону (США) , а його ефективність перевірена на культурах клітин
Зазвичай розробка лікарських засобів проти інфекцій починається з дослідження механізмів функціонування патогену та пошуку молекулярних мішеней для хіміотерапевтичних впливів. Цього разу вчені пішли іншим шляхом. Їм було достатньо знати, які клітини є мішенями для збудника, аби зробити зовні схожі на них біоміметичні пастки, що «відволікатимуть» коронавірус від клітин-мішеней та знешкоджуватимуть його.
Наночастинки, що можуть адсорбувати патогени або токсини, назвали «наногубками». Кожна наногубка складається із полімерної основи (власне «губки»), яка вкрита фрагментами мембран людських клітин. На мембранах, своєю чергою, розташовані рецептори, які забезпечують специфічну взаємодію губки та, наприклад, корона вірусу.
Розробники із Університету Сан-Дієго вже мали досвід створення біоміметичних наногубок для вирішення різноманітних завдань (запобігання потраплянню ВІЛ в Т-лімфоцити, нейтралізація бактеріальних токсинів при сепсисі тощо), тому коли розпочалася пандемія COVID-19, вони одразу вирішили зробити наногубки, що зможуть нейтралізувати коронавірус. Для цього губки вкрили фрагментами мембрани клітин легеневого епітелію ІІ типу, що є мішенями для коронавірусу. В дослідах на культурах клітин наногубки знижували інфекційні властивості (здатність проникати клітини людини та розмножуватися там) коронавірусу на 90%.
Читайте також: Гідрогелі: від підгузків до штучних органів
Також наногубки покрили фрагментами мембрани людських макрофагів – таким чином вчені сподіваються забезпечити всмоктування наногубками прозапальних цитокінів, які при COVID-19 можуть виділятися у великій кількості (це явище називають «цитокіновий шторм») та чинити шкідливий вплив на тканини людини. Після потрапляння в наногубку вірус стає нежиттєздатним та разом із наногубкою поступово елімінується імунною системою.
Велика перевага наногубок над традиційними противірусними засобами – їх нечутливість до змін в структурі білків коронавірусу. Зазвичай віруси дуже швидко мутують та вислизають з-під дії лікарських засобів. Але при застосуванні наногубок вірусу, аби уникнути поглинання ними, потрібно змінити механізм входження в клітини-мішені, що є дуже малоймовірним. Більше того, створені проти SARS-CoV-2 наногубки можуть бути ефективними проти будь-яких вірусів, які інфікують клітини легеневого епітелію ІІ типу.
Розробники вважають, що наногубки можуть стати гарним методом запобігання корона вірусній інфекції. Їх можна вводити в легені (наприклад, у формі аерозолю), де вони перебуватимуть деякий час, і при потраплянні в легені вірусу, нейтралізуватимуть його.
Звичайно, у наногубок проти COVID-19 попереду ще багато стадій випробувань, але в будь-якому разі ідея захоплення патогенів у пастки через специфічні рецептори виглядає цікавою та продуктивно.
* Zhang Q, Honko A, Zhou J et al. Cellular Nanosponges Inhibit SARS-CoV-2 Infectivity. Nano Letters, Publication Date: June 17, 2020. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c02278
