"超能力"纳米气泡可治疗和预防COVID-19 包括当前和未来的变种

西北医科大学和德克萨斯大学MD安德森癌症中心的科学家们在COVID-19患者的血液中发现了含有ACE2蛋白(evACE2)的天然纳米气泡,并在临床前研究中发现这些纳米大小的颗粒可以阻止SARS-CoV-2病毒的广泛菌株的感染。

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科学家们说,evACE2在体内起着诱饵的作用,可以作为一种待开发的疗法,用于预防和治疗目前和未来的SARS-CoV-2病毒株和未来的冠状病毒。一旦被开发为治疗产品,它可以作为一种生物治疗方法使人类受益,而且毒性最小。

该研究首次显示evACE2蛋白能够对抗新的SARS-CoV-2变种,其功效与阻断原始病毒株的功效相同或更好。研究人员发现这些evACE2纳米气泡作为一种自然的抗病毒反应存在于人类血液中。疾病越严重,在病人血液中检测到的evACE2水平就越高。

该论文将于今天(2022年1月20日)发表在《自然通讯》上。

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"每当SARS-CoV-2的新变异株涌现时,原来的疫苗和治疗性抗体可能会对α、β、δ和最新的omicron变体失去威力,"研究的共同第一作者、西北大学范伯格医学院药理学和医学副教授、西北医学博士Liu Huiping说。"然而,evACE2的魅力在于其阻断冠状病毒广泛菌株的超级能力,包括目前的SARS-CoV-2,甚至未来的SARS冠状病毒感染人类。我们的小鼠研究表明,当evACE2通过飞沫传递到呼吸道时,它在预防或阻断SARS-CoV-2感染方面具有治疗潜力。"

evACE2蛋白是纳米颗粒大小的微小脂质(脂肪)气泡,表达ACE2蛋白,就像病毒可以抓到的把手。这些气泡作为诱饵,引诱SARS-CoV-2病毒离开细胞上的ACE2蛋白,这就是病毒感染细胞的方式。病毒的尖峰蛋白抓住了evACE2的把手,而不是细胞的ACE2,阻止它进入细胞。一旦被捕获,病毒将无害地漂浮在周围,或被巨噬细胞免疫细胞清除,从而不能再引起感染。

"这项研究的关键收获是确定了体内自然发生的细胞外囊泡,这些囊泡在其表面表达ACE2受体,并作为对导致COVID-19的病毒的正常适应性防御的一部分,"共同第一作者、MD安德森癌症生物学主席Raghu Kalluri博士说。"在此基础上,我们已经发现了一种利用这种自然防御的方法,作为一种新的潜在疗法来对付这种毁灭性的病毒。"

COVID-19大流行病已被不断变化的病毒SARS-CoV-2扩大并受到挑战。最大的挑战之一是致病性冠状病毒的移动目标,它不断演化为具有变异的新病毒株(变种)。这些新的病毒株包藏着病毒尖峰蛋白的各种变化,感染率很高,由于疫苗的低效和对治疗性单克隆抗体的抗性而增加了突破性。

"现在仍然迫切需要确定新的治疗方法,"Liu说。"我们认为evACE2可以应对挑战,对抗SARS-CoV-2和未来新出现的冠状病毒的广泛毒株,以保护免疫力低下的人(至少有2.7%的美国成年人)、未接种疫苗的人(在低收入国家有94%,在美国有30%以上)甚至接种疫苗的人免受突破性感染。"

西北大学和MD安德森公司对evACE2的专利正在申请中。目标是与行业伙伴合作,将evACE2开发成生物治疗产品(鼻腔喷雾或注射治疗),用于预防和治疗COVID-19。Liu和另一位共同第一作者,来自西北大学病理学的Deyu Fang,已经成立了一家创业公司Exomira,以利用这项专利并将evACE2开发成一种治疗方法。

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