Новое интригующее исследование спрашивает, может ли экспериментальная жевательная резинка помочь в борьбе с COVID-19.
- Исследователи разработали жевательную резинку из салата, которая может нейтрализовать SARS-CoV-2 в слюне.
- Они обнаружили, что уровни вирусной РНК в слюне упали до почти неопределяемого уровня после воздействия жевательной резинки.
- Они предполагают, что эта экспериментальная жевательная резинка может помочь уменьшить передачу инфекции.
- В настоящее время исследователи настаивают на проведении клинических испытаний жевательной резинки.
Содержание
Пути передачи инфекции
SARS-CoV-2 передается через капли и аэрозоли, образующиеся, когда человек с вирусом разговаривает, дышит или поет. Это называется аэрозольной передачей.
Следовательно, уменьшая Передача SARS-CoV-2 включает в себя маскировку, физическое дистанцирование и использование воздушных фильтров.
В слюне людей с SARS-CoV-2 как с симптомами, так и без симптомов содержится высокий уровень SARS-CoV-2 вирусной нагрузки. Эта вирусная нагрузка слюны коррелирует с тяжестью симптомов COVID-19 — более высокая вирусная нагрузка связана с более серьезными симптомами.
Вирус в первую очередь копирует внутри слюнных желез и слизистых оболочек полости рта, что делает их потенциально опасным путем передачи SARS-CoV-2.
Это особенно верно для более новых вариантов — вирусная нагрузка людей с вариантом Delta в 1260 раз выше, чем у людей с предыдущими штаммами.
Однако инактивация вируса во рту может быть полезной стратегией для уменьшения распространения вируса
В недавнем исследовании исследователи под руководством Penn Dental Medicine из Филадельфии, штат Пенсильвания, создали жевательную резинку из растительных материалов, которая может снизить вирусную нагрузку SARS-CoV-2 в слюне.
Medical News Today поговорил с Генри Дэниеллом, доктором философии, заместитель председателя и профессор У. Д. Миллера кафедры фундаментальных и трансляционных наук в стоматологической медицине Пенсильвании в Филадельфии, штат Пенсильвания, ведущий автор исследования:
«SARS-CoV-2 реплицируется в слюнных железах, поэтому удаление вирусов в полости рта должно уменьшить повторное инфицирование, людей с инфекцией SARS-CoV-2, в дополнение к предотвращению передачи».
«Итак, — продолжил доктор Даниэлл, — экспериментальная жевательная резинка, содержащая [ангиотензинпревращающий фермент 2 (ACE2)] должна дать людям с COVID-19 время для формирования иммунитета и помочь снизить тяжесть заболевания, которая зависит от вирусной нагрузки».
«Биоинкапсулированные белки в экспериментальной жевательной резинке белки стабильны и полностью функциональны для несколько лет при хранении при температуре окружающей среды, что делает их доступными за счет исключения сложных производственных процессов, дорогостоящего хранения в холодильнике, транспортировки и других затрат, связанных с современными вакцинами », — добавил он.
«Это интересная статья с точки зрения того, как биоматериалы могут иметь потенциал для пероральной доставки лекарств, а также могут использоваться в качестве молекулярных« ловушек »для патогенов», — сказал Семих Тарин, доктор философии. , старший директор и руководитель исследования вирусных векторов в Sana Biotechnology , который не принимал участия в исследовании, сообщил MNT.
«Авторы предполагают, что такие подходы могут помочь с другими потенциальными вирусами, реплицирующими слюну, такими как вирус Эпштейна-Барра, простой герпес, [человеческий бета-герпесвирус 7], цитомегаловирус, гепатит С и вирус Зика. Это будет интересная область, чтобы увидеть, действительно ли такие биоматериалы будут использоваться в реальных сценариях использования », — пояснил д-р Тарин.
Текущее исследование появляется в Молекулярная терапия.
Рецептор ACE2
ACE2 — это белок, который находится на поверхности многих типов клеток. Он служит дверью для мелких белков, которые проникают в клетки и регулируют их функции. Он особенно участвует в процессах, связанных с артериальным давлением, заживлением ран и воспалением.
ACE2 также является рецептором, который SARS-CoV-2 использует для проникновения в клетки человека.
Исследования показывают, что у людей с респираторным дистресс-синдромом от COVID-19 низкая активность ACE2. Есть также некоторые свидетельства того, что инъекция растворимого ACE2 может восстановить здоровье людей с заболеванием.
Перед пандемией доктор Даниэлл изучал белок ACE2 как способ лечения гипертонии. Его лаборатория разработала метод выращивания этого белка с использованием запатентованной производственной системы на растительной основе.
Система на основе растений работает путем бомбардировки растительного материала ДНК ACE2, чтобы вызвать его рост в хлоропластах растений. После сублимационной сушки и измельчения он готов к доставке пациентам, минуя дорогостоящий процесс синтеза лекарств.
Наряду с этим исследованием доктор Даниэлл и его коллеги исследовали жевательную резинку, наполненную растительными белками, которые разрушают зубной налет .
Доктор Даниэлл решил объединить свои знания как об ACE2, так и о жевательной резинке, чтобы создать жевательную резинку, способную нейтрализовать SARS-CoV-2 в полости рта.
В лаборатории
Доктор Даниэлл обратился к Рональду Коллману, доктору медицины, из Penn Medicine, вирусологу, врачу-легочнику и реаниматологу, команда которого собирала слюну и другие биопробы у людей с COVID-19 на протяжении всей пандемии.
Они начали сотрудничество, чтобы изучить, может ли жевательная резинка с ACE2 нейтрализовать SARS-CoV-2 в образцах слюны.
Исследователи сначала вырастили ACE2 в листьях салата вместе с соединением, которое позволяет ACE2 преодолевать барьеры слизистой оболочки и облегчает связывание. Затем они включили эти белки в жевательную резинку со вкусом корицы и инкубировали их с мазками из носоглотки, взятыми у людей, у которых был положительный результат на SARS-CoV-2.
Исследователи обнаружили, что ACE2 в жевательной резинке может нейтрализовать SARS-CoV-2 в мазках из носоглотки.
Затем исследователи модифицировали псевдовирусы, чтобы они экспрессировали спайковый белок SARS-CoV-2, а затем инкубировали их с жевательной резинкой, наполненной ACE2.
В этом эксперименте жевательная резинка предотвращала проникновение вирусов в клетки, блокируя рецептор ACE2 или связываясь непосредственно с белком-спайком.
Наконец, исследователи подвергли образцы слюны людей с инфекцией SARS-CoV-2 как жевательной резинке с ACE2, так и жевательной резинке с плацебо. В то время как они наблюдали некоторое снижение уровней вирусной РНК в слюне после воздействия жевательной резинки плацебо, уровни вирусной РНК в слюне, подвергшейся воздействию жевательной резинки, наполненной ACE2, упали до тех пор, пока они не стали почти неопределяемыми.
По словам авторов, предыдущие исследования показали, что 48 соединений сахарного спирта , включая сорбит, галактит и маннит, связываются с вирусными белками, особенно с белками Белок VP40 внутри вируса Эболы. Присутствие этих сахаров в жевательной резинке плацебо могло объяснить некоторые из ее противовирусных эффектов.
Экспериментальная жевательная резинка, основные механизмы
Экспериментальная жевательная резинка введенным ACE2 при SARS-CoV-2, работает следующим образом. Доктор Таринон сказал:
«ACE2 использует два разных механизма: фермент ACE2 напрямую связывается со спайковым белком SARS-CoV-2 и улавливает вирус в жевательной резинке. Кроме того, ACE2 связывается со своим собственным рецептором на эпителиальных клетках полости рта, тем самым блокируя проникновение любого вируса, который не попал в жевательную резинку».
Доктор Тарин расширил это: «Концепция вращается вокруг молекулярной «ловушки», в которой SARS-CoV-2 будет «захвачен» двумя молекулами, присутствующими в специальном лекарстве, доставляемом в жевательную резинку. Эти две молекулы — CTB (холерный нетоксин B) и ACE2».
«ACE2 — это хорошо известный рецептор для SARS-CoV-2, в то время как CTB, как известно, связывает GM1, клеточный гликолипид [липид, который поддерживает стабильность клеточных мембран и облегчает межклеточные взаимодействия], который, как показали некоторые исследования, является совместным -рецептор SARS-CoV-2. Идея использования подобных молекулярных «ловушек» для SARS-CoV-2 уже попала в заголовки газет.
Авторы приходят к выводу, что экспериментальная жевательная резинка с ACE2 может помочь защитить людей с инфекцией SARS-CoV-2, а также снизить риск передачи инфекции другим людям.
Ограничения
Когда его спросили об ограничениях исследования, доктор Тарин отметила, что исследование включало только три образца пациентов.
Он добавил: «также, мне непонятно, почему мазки из носоглотки использовались для модели на основе слюны и как жевательная резинка во рту может повлиять на вирусную нагрузку на близком, но все же другом участке. DdPCR [Тест Цифровая полимеразная цепная реакция] использовали 15 образцов слюны пациентов, смешанных с жевательной резинкой, но на самом деле не проверяли жевание резинки у людей с COVID-19».
Он также отметил, что результаты, основанные на вирусах, модифицированных так, чтобы они напоминали SARS-CoV-2, могут не передаваться на вирус.
Доктор Даниэлл и его команда настаивают на проведении клинических испытаний жевательной резинки для оценки ее безопасности и эффективности у людей с SARS-CoV-2 для решения этих проблем.
«Мы завершили дополнительные токсикологические исследования, требуемые Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), и пересмотренная заявка на исследование нового лекарственного препарата (IND) готовится разрешение на использование в экстренных случаях», — сказал д-р Даниэлл».
«В этом умном лабораторном исследовании используется то, как [SARS-CoV-2] прикрепляется к клеткам человека, вызывая инфекцию», — сказал доктор Уильям Шаффнер , профессор профилактической медицины Департамента политики здравоохранения Медицинского центра Университета Вандербильта в Нашвилле, штат Теннесси. — рассказали MNT.
«Эти исследования сейчас необходимо опробовать на людях, чтобы определить, будет ли принята жевательная резинка ACE2».
«Например, какой у нее вкус и ухудшает ли добавление ACE2« жевательную способность »жевательной резинки»? Как долго продлится защита от инфекции? Придется ли людям, которые хотят быть защищены, активно жевать резинку в течение длительного времени?» добавил он.
«Конечно, главный вопрос заключается в том, действительно ли экспериментальная жевательная резинка ACE2 предотвращает инфекцию. Это требует тестирования на людях, потому что они дышат через нос, и еще неизвестно, распространяется ли какая-либо защита за пределы ротовой полости в верхнюю часть горла, носоглотку», — заключил он.
