„Nanoschwamm“-Technologie kann zur Vorbeugung und Behandlung von COVID-19 beitragen

Obwohl es noch keine spezifische Behandlung für COVID-19 gibt, arbeitet ein Forscherteam der University of California San Diego daran, dies zu ändern. Die Forscher haben eine Behandlung erfunden, bei der „Nanoschwämme“ eingesetzt werden, um SARS-CoV-2, das Virus, das COVID-19 verursacht, gezielt zu neutralisieren.

Eine Zusammenfassung der Arbeit des Teams wurde im Juni in der Zeitschrift Nano Letters veröffentlicht , was darauf hindeutet, dass die Technologie das Potenzial hat, ein wichtiges Instrument im Kampf gegen COVID-19 zu sein. 1

„Zellulare Nanoschwämme haben sich als vielversprechend erwiesen, wenn es darum geht, die Infektiosität von SARS-CoV-2 zu hemmen und Wirtszellen zu schützen“, sagt Liangfang Zhang, PhD , außerordentlicher Professor für Nanotechnik an der University of California in San Diego, der das Team leitet, das die zellulären Nanoschwämme entwickelt hat. erzählt Verywell.

Zhang und sein Team arbeiten seit fast einem Jahrzehnt an der Nanoschwammtechnologie. Doch als die globale Pandemie begann, erkannte Zhang, dass seine Nanoschwämme das Potenzial hatten, bei der Bekämpfung von COVID-19 zu helfen.

Bisher wurden diese Nanoschwämme nur in Zellkulturen, also in einer kontrollierten, künstlichen Umgebung, getestet, aber Zhang sagt, der „unmittelbare nächste Schritt“ seines Teams bestehe darin, diese Nanoschwämme in Tiermodellen zu testen.

 

Wie funktionieren Nanoschwämme?

Bei den Nanoschwämmen handelt es sich um Nanopartikel (d. h. ultrafeine Partikel), die in menschlichen Lungenzellmembranen und menschlichen Immunzellmembranen eingeschlossen sind. Sie können SARS-CoV-2 anziehen und neutralisieren und dazu führen, dass das Virus seine Fähigkeit verliert, die Zellen einer Person zu kapern und sich zu vermehren.

Das unterscheidet sie von anderen antiviralen Medikamenten, die versuchen, Angriffspunkte innerhalb eines Krankheitserregers zu finden. 2 Aber Nanoschwämme stellen im Wesentlichen Lockvögel dar, um zu versuchen, SARS-CoV-2 anzulocken und das Virus dann loszuwerden.

Zhang sagt, dass Nanoschwämme sowohl zur Behandlung nach einer Infektion mit COVID-19 als auch als vorbeugende Behandlung eingesetzt werden können, da die Nanoschwämme eine Zeit lang in der Lunge verbleiben können.

 

Wie werden Nanoschwämme verabreicht?

Die Nanoschwammtechnologie steckt noch in den Kinderschuhen und Zhang und sein Team müssen noch viel testen. Zhang sagt jedoch, dass es einige Möglichkeiten gibt, Nanoschwämme an Patienten abzugeben.

Eine besteht darin, die Schwämme bei intubierten Menschen direkt in die Lunge zu schicken. Eine andere Möglichkeit besteht darin, einen Inhalator zu verwenden, ähnlich wie Menschen mit Asthma Medikamente einnehmen. Die Nanoschwämme könnten möglicherweise sogar über eine Infusion verabreicht werden, sagt Zhang.

Nach der Verabreichung können sie die Lunge mit einer Billion oder mehr Nanoschwämmen überfluten, die SARS-CoV-2 aus gesunden Zellen entfernen. Und sobald sich das Virus an einen Nanoschwamm bindet, ist es nicht mehr infektiös. Es werde von gesunden Immunzellen angegriffen und verdaut, erklärt Zhang.

 

Wann werden Nanoschwämme der Öffentlichkeit zugänglich sein?

Die Forschung zu dieser Technologie ist im Gange. Der nächste Schritt sind Tierversuche. Wenn diese gut verlaufen, planen Zhang und sein Team, Nanoschwämme in klinischen Studien am Menschen zu testen.

„Das wird mindestens ein Jahr dauern, vielleicht auch länger“, sagt er und betont, dass die Entwicklung und Erprobung neuer Technologien Zeit braucht. „Wir leisten die wichtige Arbeit, die notwendig ist, um festzustellen, ob diese zellulären Nanoschwämme bereit sind, den Sprung vom Forschungslabor ins Krankenhaus zu schaffen.“

Es ist wichtig zu beachten, dass die Nanoschwammtechnologie für COVID-19 noch in den Kinderschuhen steckt und viele weitere Aspekte ausgearbeitet werden müssen.

„Das Konzept ist interessant, aber die Daten sind noch sehr vorläufig und müssen am Menschen getestet werden“, sagt Richard Watkins, MD , ein Arzt für Infektionskrankheiten in Akron, Ohio, und außerordentlicher Professor für Innere Medizin an der Northeast Ohio Medical University Ich arbeite nicht an der Nanoschwamm-Technologie, sagt Verywell.

Watkins äußerte Bedenken, dass die Schwämme eine Immunantwort in der menschlichen Lunge auslösen könnten, was bei jemandem mit COVID-19 zu noch mehr gesundheitlichen Problemen führen könnte. „Das ist eines der letzten Dinge, die eine Person, die mit COVID-19 zu kämpfen hat, brauchen würde“, sagt Watkins.

 

Was können Nanoschwämme sonst noch behandeln?

Zhang räumt ein, dass seine Technologie möglicherweise nicht einmal für COVID-19 benötigt wird, wenn sie vollständig entwickelt ist.

„Niemand weiß, was die Welt in einem Jahr in Bezug auf COVID-19 brauchen wird“, sagt er.

Er hofft, dass seine Technologie auch für andere Viren und Gesundheitszustände eingesetzt werden könnte, darunter HIV, Sepsis, rheumatoide Arthritis, bakterielle Lungenentzündung und antibiotikaresistente Infektionen.

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