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科学家创造模仿肺细胞的噬菌体衣壳 以对抗流感

摘要:

据外媒报道,如当前的COVID-19疫情所示,病毒是主要的健康风险。但是,如果我们可以使用其他病毒来对抗它们呢?柏林的科学家创造了能模仿流感病毒锁存在体内目标细胞的病毒壳,从而防止它们“被抓住”并引起感染。

科学家创造模仿肺细胞的噬菌体衣壳  以对抗流感

噬菌体是会捕食其他微生物(通常是细菌)的病毒类型。它们已被尝试用于替代抗生素,并且可能以多种形式出现,例如可吸入的肺炎治疗,伤口愈合时使用的敷料,抗菌食品包装或可饮用的药汁来治疗食物中毒。

对于这项新研究,研究人员将噬菌体与其他病毒进行了对比。噬菌体并没有杀死入侵的病毒,反而发挥了一种陷阱的作用。该团队设计了一个噬菌体来模仿流感病毒结合的肺细胞结构,使其无效。

流感病毒的表面被称为血凝素蛋白的受体覆盖,该受体锁存在肺细胞表面的糖分子上。就像锁中的钥匙一样,这是一个非常精确的匹配,需要以正确的间隔间隔开正确数量的键。因此,研究小组着手设计一种“诱饵”,使流感与肺细胞结合而不是与肺细胞结合。

研究人员从一种名为Q-beta的无害肠噬菌体开始,这种噬菌体已经具有与所需结构相似的结构。该团队使用合成化学方法,为空的Q-beta壳配备了完全正确排列的糖分子。最终结果称为噬菌体衣壳。

该研究的第一作者丹尼尔·劳斯特(Daniel Lauster)说:“我们的多价支架分子没有传染性,它包含180个相同的蛋白质,它们的间隔与病毒表面血凝素的三价受体完全一样。因此,它具有欺骗流感病毒的理想起始条件,或者更确切地说,具有完美的空间适应性。换句话说,我们使用噬菌体病毒来禁用流感病毒!”

通过数学模型和低温电子显微镜研究,该团队能够确定噬菌体衣壳完全包裹了该病毒,并且对包括禽流感病毒在内的多种流感病毒株均有效。动物模型和细胞培养物中的测试表明,噬菌体衣壳能够中和人肺组织中的流感,从而阻止其繁殖。

该研究的通讯作者克里斯蒂安•哈肯伯格说:“临床前试验表明,我们可以使用化学修饰的噬菌体外壳使季节性流感病毒和禽流感病毒无害。这是一项重大成功,为创新抗病毒药物的开发提供了全新的视角。”

结果令人着迷,研究小组说,在这种新型治疗方法可用之前,仍有大量工作要做。一些重要的问题仍未得到解答,例如噬菌体是否会在人体内引发免疫反应–如果是,该反应是否有助于或阻碍治疗。流感还会对噬菌体产生抵抗力,从而削弱其有效性。那就是它是否对人类完全有效。

该小组计划继续努力解决这些问题,也希望该技术能够为开发预防冠状病毒感染的药物带来希望。即使开发了这种药物,它也可能不会很快帮助当前的大流行,但可能为将来的任何冠状病毒爆发提供潜在的武器。

该研究发表在《自然纳米技术》杂志上。

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