Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Ilmuwan Mendesain 'nanotraps' Untuk Menangkap, Membersihkan Coronavirus

Para peneliti di Pritzker School of Molecular Engineering (PME) di University of Chicago telah merancang pengobatan potensial yang benar-benar baru untuk COVID-19: nanopartikel yang menangkap virus SARS-CoV-2 di dalam tubuh dan kemudian menggunakan sistem kekebalan tubuh untuk menghancurkannya. 

"Nanotraps" ini menarik virus dengan meniru sel target yang terinfeksi virus. Ketika virus berikatan dengan Nanotraps, perangkap kemudian memisahkan virus dari sel lain dan menargetkannya untuk dihancurkan oleh sistem kekebalan.

IMAGESGambar: cdn-2.tstatic.net

Secara teori, Nanotraps ini juga dapat digunakan pada varian virus, yang mengarah ke cara baru yang potensial untuk menghambat virus di masa mendatang. Meskipun terapi masih dalam tahap awal pengujian, para peneliti membayangkan terapi itu dapat diberikan melalui semprotan hidung sebagai pengobatan untuk COVID-19.

Hasilnya dipublikasikan 19 April di jurnal Matter .

"Sejak pandemi dimulai, tim peneliti kami telah mengembangkan cara baru untuk mengobati COVID-19," kata Asst. Prof Jun Huang, yang laboratoriumnya memimpin penelitian. "Kami telah melakukan pengujian ketat untuk membuktikan bahwa Nanotraps ini berfungsi, dan kami sangat senang dengan potensinya."

Merancang jebakan yang sempurna

Untuk merancang Nanotrap, tim peneliti - dipimpin oleh sarjana pascadoktoral Min Chen dan mahasiswa pascasarjana Jill Rosenberg - melihat ke dalam mekanisme yang digunakan SARS-CoV-2 untuk mengikat ke sel: protein seperti lonjakan di permukaannya yang mengikat ke sel. protein reseptor ACE2 sel manusia.

Untuk membuat jebakan yang akan mengikat virus dengan cara yang sama, mereka merancang nanopartikel dengan kepadatan tinggi protein ACE2 di permukaannya. Demikian pula, mereka merancang nanopartikel lain dengan antibodi penetral pada permukaannya. (Antibodi ini dibuat di dalam tubuh ketika seseorang terinfeksi dan dirancang untuk menempel pada virus corona dengan berbagai cara).

Baik protein ACE2 dan antibodi penetral telah digunakan dalam perawatan untuk COVID-19, tetapi dengan menempelkannya ke nanopartikel, para peneliti menciptakan sistem yang lebih kuat untuk menjebak dan menghilangkan virus.

Terbuat dari polimer dan fosfolipid yang disetujui FDA, nanopartikel berdiameter sekitar 500 nanometer - jauh lebih kecil dari sel. Itu berarti Nanotraps dapat menjangkau lebih banyak area di dalam tubuh dan lebih efektif menjebak virus.

Para peneliti menguji keamanan sistem pada model tikus dan tidak menemukan toksisitas. Mereka kemudian menguji Nanotraps terhadap pseudovirus - model virus yang kurang kuat yang tidak mereplikasi - dalam sel paru-paru manusia di pelat kultur jaringan dan menemukan bahwa mereka sepenuhnya memblokir jalan masuk ke dalam sel.

Setelah pseudovirus mengikat dirinya ke nanopartikel - yang dalam tes memakan waktu sekitar 10 menit setelah injeksi - nanopartikel menggunakan molekul yang memanggil makrofag tubuh untuk menelan dan menurunkan Nanotrap. Makrofag umumnya memakan partikel nano di dalam tubuh, tetapi molekul Nanotrap mempercepat prosesnya. Nanopartikel dibersihkan dan didegradasi dalam waktu 48 jam.

Para peneliti juga menguji nanopartikel dengan pseudovirus dalam sistem perfusi paru ex vivo - sepasang paru-paru yang disumbangkan yang tetap hidup dengan ventilator - dan menemukan bahwa mereka sepenuhnya memblokir infeksi di paru-paru.

Mereka juga bekerja sama dengan para peneliti di Argonne National Laboratory untuk menguji Nanotraps dengan virus hidup (bukan pseudovirus) dalam sistem in vitro. Mereka menemukan bahwa sistem mereka menghambat virus 10 kali lebih baik daripada antibodi penetral atau ACE2 terlarut saja.

Perawatan potensial di masa depan untuk COVID-19 dan seterusnya

Selanjutnya para peneliti berharap untuk menguji sistem lebih lanjut, termasuk lebih banyak tes dengan virus hidup dan pada banyak varian virus.

"Itulah yang begitu kuat dari Nanotrap ini," kata Rosenberg. "Ini mudah dimodulasi. Kami dapat mengganti antibodi atau protein yang berbeda atau menargetkan sel kekebalan yang berbeda, berdasarkan apa yang kami butuhkan dengan varian baru."

Nanotraps dapat disimpan dalam freezer standar dan pada akhirnya dapat diberikan melalui semprotan intranasal, yang akan menempatkannya langsung di sistem pernapasan dan membuatnya paling efektif.

Para peneliti mengatakan itu juga mungkin untuk melayani sebagai vaksin dengan mengoptimalkan formulasi Nanotrap, menciptakan sistem terapeutik tertinggi untuk virus tersebut.

"Ini adalah titik awal," kata Huang. "Kami ingin melakukan sesuatu untuk membantu dunia."

Penelitian tersebut melibatkan kolaborator lintas departemen, termasuk kimia, biologi, dan kedokteran.

Penulis lain di atas kertas termasuk Xiaolei Cai, Andy Chao Hsuan Lee, Jiuyun Shi, Mindy Nguyen, Thirushan Wignakumar, Vikranth Mirle, Arianna Joy Edobor, John Fung, Jessica Scott Donington, Kumaran Shanmugarajah, Yiliang Lin, Eugene Chang, Glenn Randall, Pablo Penaloza-MacMaster, Bozhi Tian, ​​dan Maria Lucia Madariaga.

Powered By NagaNews.Net