誘餌納米顆粒模仿正常細胞，像海綿一樣發(fā)揮作用，吸收病毒并抑制它們感染身體的其他部位。

在一項新的研究中，西北大學的合成生物學家著手闡明使誘餌納米顆粒有效并抵抗病毒逃逸所需的設(shè)計規(guī)則。在設(shè)計和測試了各種迭代之后，研究人員確定了一系列廣泛的誘餌——所有這些誘餌都可以使用不同的方法制作——這些誘餌對原始病毒和突變體都非常有效。

事實上，誘餌納米顆粒在抑制自然發(fā)生的病毒變體方面的效果比傳統(tǒng)的基于蛋白質(zhì)的抑制劑藥物高出50 倍。當對旨在抵抗此類治療的病毒突變體進行測試時，誘餌納米粒子在抑制感染方面的效果提高了1,500 倍。

盡管還需要更多的研究和臨床評估，但研究人員相信，誘餌納米顆粒輸注有一天可以用于治療嚴重或長期病毒感染的患者。

關(guān)于這項研究的論文最近發(fā)表在《Small》 上。據(jù)了解，在這篇論文中，研究團隊在細胞培養(yǎng)物中測試了誘餌納米顆粒針對母體SARS-CoV-2病毒和5種變種（包括、、-plus和lambda）的效果。

“我們發(fā)現(xiàn)誘餌納米顆粒是所有這些不同病毒變種的有效抑制劑，”該研究的共同第一作者、西北大學的約書亞倫納德說。 “即使是逃避其他藥物的變體也沒有逃脫我們的誘餌納米顆粒?！?”

該研究的共同第一作者、西北大學的Neha Kamat 補充道：“當我們進行研究時，世界各地不斷出現(xiàn)不同的變體?！?“我們不斷針對新變種測試我們的誘餌，它們一直有效。”

據(jù)了解，倫納德是西北大學麥考密克工程學院化學與生物工程副教授?？R特是麥考密克學院生物醫(yī)學工程助理教授。兩人都是西北大學合成生物學中心的主要成員。

病毒進化遇到的困難

隨著SARS-CoV-2 病毒發(fā)生突變，產(chǎn)生新的變體，一些治療方法對不斷進化的病毒變得不太有效。就在上個月，美國食品和藥物管理局暫停了幾種單克隆抗體治療。

但即使治療失敗，新研究中的誘餌納米粒子也從未失去效力。倫納德指出，這是因為誘餌將SARS-CoV-2 置于進化的巖石和艱難的地方之間。

SARS-CoV-2 通過將其刺突蛋白與人類血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2 (ACE2) 受體結(jié)合來感染人類細胞。 ACE2是細胞表面的一種蛋白質(zhì)，為病毒提供了入口點。

為了設(shè)計誘餌納米顆粒，西北大學團隊使用了從所有細胞類型自然釋放的納米級顆粒。他們對產(chǎn)生這些顆粒的細胞進行了改造，使其過度表達ACE2 基因，從而導(dǎo)致許多ACE2 受體出現(xiàn)在顆粒表面。當病毒與誘餌接觸時，它會與這些受體而不是實際細胞緊密結(jié)合，從而使病毒無法感染細胞。

“為了讓病毒進入細胞，它必須與ACE2 受體結(jié)合，”倫納德說。 “誘餌納米顆粒對SARS-CoV-2 來說是一個進化挑戰(zhàn)。病毒必須找出一種完全不同的方式進入細胞，以避免使用ACE2 受體發(fā)現(xiàn)明顯的進化逃逸路線?！?

未來的好處

除了有效對抗耐藥病毒外，誘餌納米顆粒還有其他一些好處。由于納米粒子是生物材料而不是合成材料，因此不太可能引起免疫反應(yīng)。這讓我們回到這樣一個事實：免疫反應(yīng)可能引起炎癥，并可能干擾藥物的有效性。此外，它們的毒性低，這使得它們特別適合在治療重病患者時持續(xù)或重復(fù)給藥。

當COVID-19 大流行開始時，研究人員和臨床醫(yī)生在發(fā)現(xiàn)該病毒和開發(fā)治療該病毒的新藥物之間出現(xiàn)了令人不安的差距。對于下一次大流行，誘餌納米粒子可以提供快速、有效的治療，直到疫苗研制出來。

“誘餌策略是你可以嘗試的最簡單的事情之一。只要你知道病毒使用的受體，你就可以開始用這些受體構(gòu)建誘餌顆粒。我們有可能很快采用這種方法來預(yù)防未來病毒大流行的關(guān)鍵早期階段，以減少嚴重疾病和死亡，”倫納德說。