بررسی سریع کروناویروس با کمک نانوذرات

به گزارش پایگاه 598، ایسنا و به نقل از ساینس‌دیلی، گروهی از دانشمندان "مرکز ملی پژوهش‌های کاربردی‌سازی پیشرفته"(NCATS) و "آزمایشگاه تحقیقات نیروی دریایی آمریکا"(NRL)، ابزار جدیدی ابداع کرده‌اند که از نحوه ابتلای سلول به کووید-۱۹ تقلید می‌کند و اطلاعاتی را ارائه می‌دهد که می‌توانند به پژوهش‌ در مورد درمان این بیماری سرعت ببخشند.

این ابزار، یک کاوشگر نانوذره‌ای فلورسنت است که از پروتئین خوشه‌ای روی سطح کروناویروس استفاده می‌کند تا به سلول‌ها متصل شود و روند کشاندن ویروس به درون سلول را آغاز کند. شاید بتوان از این کاوشگر برای بررسی توانایی داروها و ترکیباتی استفاده کرد که برای جلوگیری از ابتلای سلول‌های انسانی به ویروس به کار می‌روند.

"کریل گورشکف"(Kirill Gorshkov)، از پژوهشگران این پروژه گفت: هدف ما این است تا یک سیستم بررسی ارائه دهیم که مانع اتصال کروناویروس به سلول‌ها و عفونت آنها می‌شود.

در هر حال، استفاده از ویروس طبیعی در چنین بررسی‌هایی دشوار است و به تجهیزات خاصی نیاز دارد. این گروه پژوهشی تصمیم گرفتند تا نانوذرات را به کار ببرند تا از عملکرد ویروس در اتصال به سلول میزبان و حمله به آنها تقلید کنند.

دانشمندان مرکز ملی پژوهش‌های کاربردی‌سازی پیشرفته و آزمایشگاه تحقیقات نیروی دریایی آمریکا در این پژوهش به همکاری با یکدیگر پرداختند تا کاوشگری را طراحی و آزمایش کنند و مهارت‌های خود را به کار بگیرند تا زودتر به نتیجه برسند.

"یونکئو او"(Eunkeu Oh)، از پژوهشگران این پروژه گفت: ما در آزمایشگاه تحقیقات نیروی دریایی، متخصصانی در حوزه نانوذرات داریم و آزمایشگاه تحقیقات نیروی دریایی آمریکا نیز متخصصانی در حوزه بررسی دارو با استفاده از سیستم‌های سلولی دارد.

پژوهشگران برای ساخت این کاوشگر، نوعی نانوذره فلورسنت ابداع کردند که "نقطه کوانتومی"(quantum dot) نامیده می‌شود و از کادمیم و سلنیوم ساخته شده است. اندازه این نانوذرات کروی، حدود ۱۰ نانومتر است و سه هزار برابر کوچک‌تر از پهنای موی انسان هستند.

پژوهشگران، سطح این نانوذرات را با پروتئین خوشه‌ای کروناویروس پر کردند که به گیرنده موسوم به "ACE۲" روی سلول‌های انسان متصل می‌شود. اتصال پروتئین خوشه‌ای به ACE۲، نخستین گام در مسیر عفونت ویروسی به شمار می‌رود.

درخشش نقاط کوانتومی، به دانشمندان امکان می‌دهد تا رفتار آنها را زیر میکروسکوپ ردیابی کنند.

گورشکف ادامه داد: از آنجا که درخشش نقاط کوانتومی، سیستمی قوی را در اختیار ما می‌گذارد تا بتوانیم اتصال ویروس و تاثیر آن بر ویروس را در زمان واقعی ردیابی کنیم.

پژوهشگران، نحوه تعامل کاوشگر نقطه کوانتومی را با سلول‌های انسان که ACE۲ را روی سطح خود دارند، مورد بررسی قرار دادند و مشاهده کردند که کاوشگر نانوذره‌ای، به ACE۲ متصل می‌شود. سپس ACE۲ با کاوشگرها ادغام می‌شود و آنها را به درون سلول می‌کشد. کاوشگرها همین کار را در سلول ریه نیز انجام می‌دهند. داده‌های این بررسی نشان دادند که کاوشگرها سمی نیستند و می‌توانند برای آزمایش سلول‌ها مورد استفاده قرار بگیرند.

گورشکف افزود: شاید با استفاده از نانوذرات بتوانیم آزمایش‌هایی را برای بررسی دارو و استفاده مجدد از آنها ابداع کنیم و به ارزیابی ترکیباتی بپردازیم که مورد تایید "سازمان غذا و داروی آمریکا" (FDA) هستند. شاید این آزمایش‌ها بتوانند به شناسایی درمان‌های سریع و امیدوارکننده برای کووید- ۱۹ کمک کنند.

این پژوهش، در مجله "ACS Nano" به چاپ رسید.