2020年5月13日訊 /生物谷BIOON /——加州大學(xué)圣地亞哥分校的工程師們開發(fā)了一種有前途的新"納米海綿體"方法防止艾滋病病毒在體內(nèi)增殖：給聚合物納米粒子涂上輔助T細(xì)胞的細(xì)胞膜，并將之轉(zhuǎn)化成誘餌攔截病毒粒子和阻止他們結(jié)合和進(jìn)入人體的免疫細(xì)胞,。
這項由納米工程教授張良方領(lǐng)導(dǎo)的納米材料和納米醫(yī)學(xué)實驗室開發(fā)的技術(shù),，可以應(yīng)用于許多不同種類的病毒,，為有希望對抗難以對付的病毒的新療法打開了大門,。張教授是加州大學(xué)圣地亞哥雅各布斯工程學(xué)院納米工程系的教授。
圖片來源：NIAID
這項研究首次發(fā)表在Advanced Materials雜志上,，題為"T-Cell-Mimicking Nanoparticles Can Neutralize HIV Infectivity",。工作目前正在進(jìn)行中,。
張教授實驗室的化學(xué)工程師兼項目副科學(xué)家Weiwei Gao說："這里的關(guān)鍵創(chuàng)新是,，我們正站在艾滋病這個大問題的另一邊。傳統(tǒng)的藥物開發(fā)方法要求我們找出如何阻斷病毒中的關(guān)鍵蛋白質(zhì)或信號通路,，使其不能攻擊人體,。問題是在這些病毒中有這么多的途徑，很難找到一個真正關(guān)鍵的途徑,。
"我們的方法來自另一個方面：觀察病毒的目標(biāo),，納米顆粒被病毒攻擊的細(xì)胞膜包裹著。因此,，它們可以作為細(xì)胞的誘餌來攔截病毒攻擊,。"
HIV病毒的典型目標(biāo)是CD4+ T細(xì)胞；這些細(xì)胞也被稱為輔助T細(xì)胞,，在健康的身體中,，這些細(xì)胞幫助檢測外來病原體并將其作為攻擊和清除的目標(biāo)。艾滋病毒利用CD4受體發(fā)現(xiàn)并與這些T細(xì)胞表面結(jié)合,，然后將它們的遺傳物質(zhì)注入T細(xì)胞,，利用T細(xì)胞機制進(jìn)行自我復(fù)制。最終,，在制造了足夠多的新HIV病毒后,，病毒顆粒沖出細(xì)胞，尋找其他T細(xì)胞進(jìn)行攻擊,。
艾滋病毒之所以具有如此大的破壞性,，部分原因在于攻擊和殺死T細(xì)胞會嚴(yán)重?fù)p害免疫系統(tǒng)，使身體更難抵御繼發(fā)性感染,。而且這種病毒變異迅速,，改變了它的遺傳密碼，使得傳統(tǒng)的抗病毒和藥物發(fā)現(xiàn)方法難以瞄準(zhǔn)目標(biāo),。
在最初的研究中,，研究人員用分離的CD4+ T細(xì)胞細(xì)胞膜包裹納米顆粒。當(dāng)這些納米顆粒被添加到培養(yǎng)皿中的T細(xì)胞中并接觸于病毒中時,，這些被稱為TNPs的納米顆粒就像一種海綿,，吸收病毒并保護(hù)T細(xì)胞不受感染。他們發(fā)現(xiàn),，HIV病毒與TNP結(jié)合的可能性與與T細(xì)胞結(jié)合的可能性是一樣的--但由于這些納米顆粒內(nèi)部沒有細(xì)胞機制,，因此病毒不能注射或復(fù)制自身,，因此它是無害的。
就像CD4+ T細(xì)胞一樣,，納米顆粒通過病毒表面的gp120蛋白與HIV病毒結(jié)合,。當(dāng)TNPs以3 mg/mL的濃度加入到T細(xì)胞混合物中時，與未使用TNPs處理的細(xì)胞相比,，該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)感染減少了80%以上,。他們認(rèn)為這是很有希望的證據(jù)，這些納米顆?？梢员蛔⑷牖颊叩难褐?，吸收艾滋病病毒感染，降低感染水平,，最終將其清除,。
"使用TNPs治療艾滋病還有另一個潛在的應(yīng)用。體內(nèi)的免疫細(xì)胞感染了艾滋病毒,，但并沒有產(chǎn)生新的病毒,，而是變成了病毒的宿主。找到摧毀這些病毒庫的方法是艾滋病研究人員面臨的主要挑戰(zhàn),。但是這些儲存細(xì)胞也可能表達(dá)gp120,，所以TNPs可以作為精確地將抗病毒藥物輸送到這些細(xì)胞并殺死它們的載體。"
這項工作的靈感來自于張實驗室早期的紅細(xì)胞研究項目,。"我們的工作重點是使用納米顆粒進(jìn)行藥物傳遞,，但是納米顆粒不會在體內(nèi)循環(huán)很長時間。我們的想法是：如果我們把納米顆粒偽裝成紅細(xì)胞,，讓身體更難識別它們是外來的,，那會怎么樣？紅細(xì)胞的自然循環(huán)時間很長,，所以如果我們可以用納米顆粒來模擬它們,，我們應(yīng)該可以看到類似的循環(huán)模式。"該團(tuán)隊關(guān)于紅細(xì)胞隱形技術(shù)的研究首次發(fā)表在2011年的PNAS上,，題為"Erythrocyte membrane-camouflaged polymeric nanoparticles as a biomimetic delivery platform",。
高說，這種方法可能適用于各種各樣的病原體,。"許多細(xì)菌也喜歡攻擊紅細(xì)胞,，因此，這些納米顆?？赡軙鳛檎T餌,，阻止細(xì)菌釋放毒素?；蛘咚鼈兛梢宰鳛檎T餌對其他毒素做出反應(yīng),，比如針對紅細(xì)胞的神經(jīng)毒劑,。"
在這些TNPs用于人類患者之前，它們的道路上仍然有許多障礙,。例如,，他們還沒有能夠在活體動物模型中測試他們的TNP。
圖片來源：University of California - San Diego
"因為艾滋病毒是一種人類疾病,，很難在動物模型中復(fù)制它,，因此，我們正與加州大學(xué)圣地亞哥分校衛(wèi)生部門的兒科傳染病科主任Stephen Spector博士就這個問題進(jìn)行密切合作,，以找出在體內(nèi)測試的最佳方法,。"
"我們的研究確實是概念的證明,，疾病的發(fā)展在疾病的不同階段會發(fā)生變化,，病毒在體內(nèi)的作用也不同，傳染性和活動性也不同,。與非常熟悉艾滋病病理的醫(yī)生和研究人員合作,，根據(jù)對這種疾病的了解來優(yōu)化治療方案，以確保納米顆粒是最有效的治療手段,，這將是至關(guān)重要的,。"
盡管如此，這項工作仍然代表著HIV治療朝著一個令人興奮的新方向邁出的第一步,，高認(rèn)為這個領(lǐng)域充滿了可能性,。他說："這項技術(shù)的適應(yīng)性很強，既適用于現(xiàn)有的病原體,，也適用于新出現(xiàn)的疾病,。這個平臺可以克服耐藥性，并且可以很容易地適應(yīng)使用其他細(xì)胞膜或?qū)⑵渌幬锘蛑委煼椒ㄑb入納米顆粒核心,。它非常模塊化,，不需要為每個化合物定制設(shè)計，這可能有助于未來治療的發(fā)展,。"（生物谷Bioon.com）
參考資料：
【1】'Decoy' nanoparticles can block HIV and prevent infection
【2】Xiaoli Wei et al. T-Cell-Mimicking Nanoparticles Can Neutralize HIV Infectivity,， Advanced Materials (2018). DOI： 10.1002/adma.201802233
【3】C.M. J. Hu et al. Erythrocyte membrane-camouflaged polymeric nanoparticles as a biomimetic delivery platform， Proceedings of the National Academy of Sciences (2011). DOI： 10.1073/pnas.1106634108（潤寶醫(yī)療網(wǎng)）
這項由納米工程教授張良方領(lǐng)導(dǎo)的納米材料和納米醫(yī)學(xué)實驗室開發(fā)的技術(shù),，可以應(yīng)用于許多不同種類的病毒,，為有希望對抗難以對付的病毒的新療法打開了大門,。張教授是加州大學(xué)圣地亞哥雅各布斯工程學(xué)院納米工程系的教授。
圖片來源：NIAID
這項研究首次發(fā)表在Advanced Materials雜志上,，題為"T-Cell-Mimicking Nanoparticles Can Neutralize HIV Infectivity",。工作目前正在進(jìn)行中,。
張教授實驗室的化學(xué)工程師兼項目副科學(xué)家Weiwei Gao說："這里的關(guān)鍵創(chuàng)新是,，我們正站在艾滋病這個大問題的另一邊。傳統(tǒng)的藥物開發(fā)方法要求我們找出如何阻斷病毒中的關(guān)鍵蛋白質(zhì)或信號通路,，使其不能攻擊人體,。問題是在這些病毒中有這么多的途徑，很難找到一個真正關(guān)鍵的途徑,。
"我們的方法來自另一個方面：觀察病毒的目標(biāo),，納米顆粒被病毒攻擊的細(xì)胞膜包裹著。因此,，它們可以作為細(xì)胞的誘餌來攔截病毒攻擊,。"
HIV病毒的典型目標(biāo)是CD4+ T細(xì)胞；這些細(xì)胞也被稱為輔助T細(xì)胞,，在健康的身體中,，這些細(xì)胞幫助檢測外來病原體并將其作為攻擊和清除的目標(biāo)。艾滋病毒利用CD4受體發(fā)現(xiàn)并與這些T細(xì)胞表面結(jié)合,，然后將它們的遺傳物質(zhì)注入T細(xì)胞,，利用T細(xì)胞機制進(jìn)行自我復(fù)制。最終,，在制造了足夠多的新HIV病毒后,，病毒顆粒沖出細(xì)胞，尋找其他T細(xì)胞進(jìn)行攻擊,。
艾滋病毒之所以具有如此大的破壞性,，部分原因在于攻擊和殺死T細(xì)胞會嚴(yán)重?fù)p害免疫系統(tǒng)，使身體更難抵御繼發(fā)性感染,。而且這種病毒變異迅速,，改變了它的遺傳密碼，使得傳統(tǒng)的抗病毒和藥物發(fā)現(xiàn)方法難以瞄準(zhǔn)目標(biāo),。
在最初的研究中,，研究人員用分離的CD4+ T細(xì)胞細(xì)胞膜包裹納米顆粒。當(dāng)這些納米顆粒被添加到培養(yǎng)皿中的T細(xì)胞中并接觸于病毒中時,，這些被稱為TNPs的納米顆粒就像一種海綿,，吸收病毒并保護(hù)T細(xì)胞不受感染。他們發(fā)現(xiàn),，HIV病毒與TNP結(jié)合的可能性與與T細(xì)胞結(jié)合的可能性是一樣的--但由于這些納米顆粒內(nèi)部沒有細(xì)胞機制,，因此病毒不能注射或復(fù)制自身,，因此它是無害的。
就像CD4+ T細(xì)胞一樣,，納米顆粒通過病毒表面的gp120蛋白與HIV病毒結(jié)合,。當(dāng)TNPs以3 mg/mL的濃度加入到T細(xì)胞混合物中時，與未使用TNPs處理的細(xì)胞相比,，該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)感染減少了80%以上,。他們認(rèn)為這是很有希望的證據(jù)，這些納米顆?？梢员蛔⑷牖颊叩难褐?，吸收艾滋病病毒感染，降低感染水平,，最終將其清除,。
"使用TNPs治療艾滋病還有另一個潛在的應(yīng)用。體內(nèi)的免疫細(xì)胞感染了艾滋病毒,，但并沒有產(chǎn)生新的病毒,，而是變成了病毒的宿主。找到摧毀這些病毒庫的方法是艾滋病研究人員面臨的主要挑戰(zhàn),。但是這些儲存細(xì)胞也可能表達(dá)gp120,，所以TNPs可以作為精確地將抗病毒藥物輸送到這些細(xì)胞并殺死它們的載體。"
這項工作的靈感來自于張實驗室早期的紅細(xì)胞研究項目,。"我們的工作重點是使用納米顆粒進(jìn)行藥物傳遞,，但是納米顆粒不會在體內(nèi)循環(huán)很長時間。我們的想法是：如果我們把納米顆粒偽裝成紅細(xì)胞,，讓身體更難識別它們是外來的,，那會怎么樣？紅細(xì)胞的自然循環(huán)時間很長,，所以如果我們可以用納米顆粒來模擬它們,，我們應(yīng)該可以看到類似的循環(huán)模式。"該團(tuán)隊關(guān)于紅細(xì)胞隱形技術(shù)的研究首次發(fā)表在2011年的PNAS上,，題為"Erythrocyte membrane-camouflaged polymeric nanoparticles as a biomimetic delivery platform",。
高說，這種方法可能適用于各種各樣的病原體,。"許多細(xì)菌也喜歡攻擊紅細(xì)胞,，因此，這些納米顆?？赡軙鳛檎T餌,，阻止細(xì)菌釋放毒素?；蛘咚鼈兛梢宰鳛檎T餌對其他毒素做出反應(yīng),，比如針對紅細(xì)胞的神經(jīng)毒劑,。"
在這些TNPs用于人類患者之前，它們的道路上仍然有許多障礙,。例如,，他們還沒有能夠在活體動物模型中測試他們的TNP。
圖片來源：University of California - San Diego
"因為艾滋病毒是一種人類疾病,，很難在動物模型中復(fù)制它,，因此，我們正與加州大學(xué)圣地亞哥分校衛(wèi)生部門的兒科傳染病科主任Stephen Spector博士就這個問題進(jìn)行密切合作,，以找出在體內(nèi)測試的最佳方法,。"
"我們的研究確實是概念的證明,，疾病的發(fā)展在疾病的不同階段會發(fā)生變化,，病毒在體內(nèi)的作用也不同，傳染性和活動性也不同,。與非常熟悉艾滋病病理的醫(yī)生和研究人員合作,，根據(jù)對這種疾病的了解來優(yōu)化治療方案，以確保納米顆粒是最有效的治療手段,，這將是至關(guān)重要的,。"
盡管如此，這項工作仍然代表著HIV治療朝著一個令人興奮的新方向邁出的第一步,，高認(rèn)為這個領(lǐng)域充滿了可能性,。他說："這項技術(shù)的適應(yīng)性很強，既適用于現(xiàn)有的病原體,，也適用于新出現(xiàn)的疾病,。這個平臺可以克服耐藥性，并且可以很容易地適應(yīng)使用其他細(xì)胞膜或?qū)⑵渌幬锘蛑委煼椒ㄑb入納米顆粒核心,。它非常模塊化,，不需要為每個化合物定制設(shè)計，這可能有助于未來治療的發(fā)展,。"（生物谷Bioon.com）
參考資料：
【1】'Decoy' nanoparticles can block HIV and prevent infection
【2】Xiaoli Wei et al. T-Cell-Mimicking Nanoparticles Can Neutralize HIV Infectivity,， Advanced Materials (2018). DOI： 10.1002/adma.201802233
【3】C.M. J. Hu et al. Erythrocyte membrane-camouflaged polymeric nanoparticles as a biomimetic delivery platform， Proceedings of the National Academy of Sciences (2011). DOI： 10.1073/pnas.1106634108（潤寶醫(yī)療網(wǎng)）
