Nanodecoys gemaakt van menselijke sferoïde longcellen (LSC's) kunnen binden aan en neutraliseren van SARS-CoV-2, het bevorderen van virale klaring en het verminderen van longletsel in een makaakmodel van COVID-19. Door de receptor waaraan het virus bindt na te bootsen in plaats van zich op het virus zelf te richten, nanodecoy-therapie zou effectief kunnen blijven tegen opkomende varianten van het virus.

SARS-CoV-2 komt een cel binnen wanneer het spike-eiwit zich bindt aan de angiotensine-converting enzyme 2 (ACE2) -receptor op het celoppervlak. LSC's - een natuurlijk mengsel van longepitheelstamcellen en mesenchymale cellen - brengen ook ACE2 tot expressie waardoor ze een perfect middel zijn om het virus te misleiden.

"Als je denkt aan het spike-eiwit als een sleutel en de ACE2-receptor van de cel als een slot, wat we dan doen met de nanolokvogels is het virus overweldigen met nepsloten, zodat het degenen die het in de longcellen hebben laten komen niet kan vinden. " zegt Ke Cheng, corresponderende auteur van het onderzoek. "De nepsloten binden en vangen het virus, voorkomen dat het cellen infecteert en repliceert, en het immuunsysteem van het lichaam zorgt voor de rest."

Cheng is de Randall B. Terry Jr. Distinguished Professor in Regenerative Medicine aan de North Carolina State University en een professor in de NC State/UNC-Chapel Hill Joint Department of Biomedical Engineering.

Cheng en collega's van NC State en UNC-CH hebben individuele LSC's omgezet in nanovesicles, of kleine celmembraanbelletjes met ACE2-receptoren en andere longcelspecifieke eiwitten op het oppervlak.

Ze bevestigden dat het spike-eiwit in vitro aan de ACE2-receptoren op de lokvogels bond, gebruikte vervolgens een gefabriceerd SARS-Co-V-2-nabootsingsvirus voor in vivo testen in een muismodel. De lokvogels werden afgeleverd via inhalatietherapie. In muizen, de nanodecoys bleven 72 uur in de longen na één dosis en versnelde klaring van het mimische virus.

Eindelijk, een contractonderzoeksorganisatie voerde een pilotstudie uit in een makaakmodel en ontdekte dat inhalatietherapie met de nanodecoys de virale klaring versnelde, en verminderde ontsteking en fibrose in de longen. Hoewel er geen toxiciteit werd opgemerkt in het onderzoek met muizen of makaken, verder onderzoek zal nodig zijn om deze therapie te vertalen voor testen op mensen en om precies te bepalen hoe de nano-lokvogels door het lichaam worden verwijderd.

"Deze nanolokvogels zijn in wezen celgeesten, ' en één LSC kan ongeveer 11 genereren, 000 van hen, "zegt Cheng. "Door miljoenen van deze lokvogels in te zetten, wordt het oppervlak van nep-bindingsplaatsen voor het vangen van het virus exponentieel vergroot. en hun kleine formaat verandert ze in feite in kleine hapklare snacks voor macrofagen, dus ze worden heel efficiënt opgeruimd."

De onderzoekers wijzen op drie andere voordelen van de LSC-nanodecoys. Eerst, ze kunnen niet-invasief in de longen worden afgeleverd via inhalatietherapie. Tweede, aangezien de nanodecoys acellulair zijn - er leeft niets in - kunnen ze gemakkelijk worden bewaard en langer stabiel blijven, kant-en-klaar gebruik mogelijk maken. Eindelijk, LSC's worden al gebruikt in andere klinische onderzoeken, dus er is een grotere kans om ze in de nabije toekomst te kunnen gebruiken.

"Door ons te concentreren op de afweer van het lichaam in plaats van op een virus dat blijft muteren, hebben we het potentieel om een ​​therapie te creëren die op lange termijn nuttig zal zijn, "zegt Cheng. "Zolang het virus de longcel moet binnendringen, we kunnen het blijven bedriegen."

Het onderzoek verschijnt in Natuur Nanotechnologie en werd ondersteund door de National Institutes of Health en de American Heart Association. Dr. Jason Lobo, longarts bij UNC-CH, is co-auteur van het artikel.