Κβαντικές κουκίδες νανοσωματιδίων και λουσιφεράση

 Μια ομάδα με επικεφαλής τους επιστήμονες του MIT έχει παρουσιάσει μια τολμηρή πρόταση όπου ένα ευανάγνωστο ιστορικό εμβολιασμού μπορεί να εγγραφεί στο σώμα. Η λύση του προβλήματος τήρησης αρχείων, υποστηρίζουν, μπορεί να είναι απλώς μια ένεση μοτίβων αόρατων νανοσωματιδίων κάτω από το δέρμα. Όπως και οι κωδικοί QR, αυτά τα σχέδια μπορούν να σαρωθούν και να διαβαστούν από smartphones και κάποια μέρα μπορεί να επιτρέψουν στους παρόχους υγείας να αρχειοθετούν και να έχουν πρόσβαση στους προηγούμενους εμβολιασμούς των ασθενών, χωρίς τη φασαρία εξωτερικών αρχείων.

Η τεχνολογία τατουάζ, που περιγράφεται σήμερα (18/12/2019) στο περιοδικό Science Translational Medicine , βρίσκεται ακόμη στα αρχικά στάδια ανάπτυξης και δεν έχει δοκιμαστεί ακόμη σε ανθρώπους. Ωστόσο, τα πειράματα της ομάδας σε αρουραίους υποδηλώνουν ότι αυτά τα ιατρικά χαράγματα είναι ασφαλή και μακροχρόνια και μπορούν να χορηγηθούν παράλληλα με εμβόλια χωρίς να διακυβεύεται η αποτελεσματικότητα.

 

Εάν προχωρήσει η έρευνα της ομάδας, οι μελλοντικές προσπάθειες θα επικεντρωθούν στην παροχή της τεχνολογίας σε παιδιά σε χώρες με χαμηλό και μεσαίο εισόδημα, όπου πολλοί εξακολουθούν να βασίζονται σε χάρτινες κάρτες ή πιστοποιητικά για την παρακολούθηση του ιστορικού εμβολιασμού τους. Ωστόσο, άλλοι ειδικοί προειδοποιούν ότι τόσο τα τεχνικά όσο και τα ηθικά εμπόδια ενδέχεται να παρεμποδίσουν την εφαρμογή του - ακόμη και σε μέρη όπου χρειάζονται περισσότερα εργαλεία για την καταπολέμηση της εξάπλωσης της νόσου.

 

«Το να βρεις πώς να παρακολουθείς καλύτερα τον εμβολιασμό είναι απίστευτα σημαντικό για τα συστήματα υγείας και τη δημόσια υγεία», λέει η βιοηθικός του Πανεπιστημίου Johns Hopkins, Nancy Kass , η οποία δεν συμμετείχε στο έργο. Αλλά τα ενέσιμα νανοσωματίδια που αποκαλύπτουν προσωπικές πληροφορίες για έναν ασθενή «θα μπορούσαν να παρερμηνευθούν και να δημιουργήσουν φήμες», λέει.

 

Με παρόμοιες ανησυχίες στο μυαλό, οι ερευνητές, με επικεφαλής τους γενετικούς μηχανικούς Robert Langer και Ana Jaklenec, ετοιμάζονται να πραγματοποιήσουν έρευνες για να εκτιμήσουν εάν τα αόρατα τατουάζ θα γίνουν αποδεκτά από τους ντόπιους σε περιοχές υψηλής προτεραιότητας. Με την υποστήριξη του Ιδρύματος Bill & Melinda Gates, οι συνεντεύξεις στο Μαλάουι, το Μπαγκλαντές (*) , το Μπενίν και την Κένυα θα ξεκινήσουν στις αρχές του επόμενου έτους (2020), σχετικά με την αποδοχή της τεχνολογίας, πώς και πού θα είναι πιο χρήσιμη και εάν οι γονείς θα συναινέσουν.

 

(*)[To ID2020 Alliance ξεκίνησε ένα νέο πρόγραμμα ψηφιακής ταυτότητας στην ετήσια σύνοδο κορυφής του στη Νέα Υόρκη, σε συνεργασία με την κυβέρνηση του Μπαγκλαντές, τη συμμαχία εμβολίων Gavi και νέους κυβερνητικούς, ακαδημαϊκούς και φιλανθρωπικούς εταίρους

 

Το πρόγραμμα που αξιοποιεί τον εμβολιασμό ως ευκαιρία για την καθιέρωση ψηφιακής ταυτότητας αποκαλύφθηκε από το ID2020 σε συνεργασία με το Πρόγραμμα Πρόσβασης στην Πληροφορία της κυβέρνησης του Μπαγκλαντές (a2i), τη Γενική Διεύθυνση Υπηρεσιών Υγείας και την Gavi σύμφωνα με την ανακοίνωση.]

 

«Θέλουμε οι άνθρωποι να είναι άνετοι», λέει ο συγγραφέας της μελέτης Kevin McHugh , γενετικός μηχανικός στο Πανεπιστήμιο Rice. "Ο στόχος είναι η ευρεία υιοθέτηση."

 

Αν και κάπως συγκρίσιμα με τα τατουάζ, τα ίδια τα σημάδια δεν μοιάζουν με παραδοσιακό μελάνι. Παραδίδονται από ένα έμπλαστρο μικροβελόνων - ένα πλέγμα τεσσάρων μικροσκοπικών αιχμών μήκους 1,5 χιλιοστών που πονάνε λιγότερο από τις τυπικές ενέσεις - αποτελούνται από νανοσωματίδια που δεν ανιχνεύονται σε ορατό φως, λαμπερά μόνο όταν προβάλλονται σε υπέρυθρες. Είναι αόρατα με γυμνό μάτι.

 

Κατά τη διάρκεια δύο λεπτών, τα νανοσωματίδια διαχέονται από τις μικροβελόνες σε ένα ρηχό στρώμα δέρματος, όπου εναποτίθενται σε απλά μοτίβα κουκκίδων. Στη συνέχεια, το έμπλαστρο αφαιρείται, αφήνοντας πίσω του ένα λεπτό σημάδι που μπορεί ακόμα να απεικονιστεί αφού εκτεθεί στο φως του ήλιου για 5 συνεχόμενα έτη, δείχνουν τα πειράματα της ομάδας.

 

«Αυτό συνδέει το εμβόλιο με το ίδιο το αρχείο και συνδέει το αρχείο με το άτομο», λέει ο McHugh.«Δεν μπορεί ποτέ να χαθεί, δεν μπορεί ποτέ να παραποιηθεί».

 

Από εκεί, η ανάγνωση των κουκίδων μοιάζει πολύ με τη σάρωση ενός κωδικού QR.

 

Ακόμα και με πολλαπλές λήψεις εμβολίων, τα σημάδια είναι αρκετά μικρά ώστε «ολόκληρη η σειρά εμβολίων σας να χωράει μέσα σε μερικές ίντσες»

 

Αν και τα ίδια τα νανοσωματίδια δεν περιέχουν ιατρικά φάρμακα, οι ερευνητές τα παρέδωσαν με ασφάλεια σε αρουραίους παράλληλα με ένα εμβόλιο κατά της πολιομυελίτιδας, το οποίο φάνηκε να παρέχει ακόμα τα προστατευτικά του οφέλη. Αυτός είναι ο απώτερος στόχος, λέει ο McHugh: να χορηγείτε πάντα το φάρμακο και το τατουάζ σε συνδυασμό, οπότε δεν υπάρχει κίνδυνος να αποκτήσετε το ένα χωρίς το άλλο.

 

Αν και η λάμψη των κουκίδων τελικά εξασθενεί, τα νανοσωματίδια παραμένουν για πάντα.

 

Προς το παρόν, τα έμπλαστρα μικροβελόνων μπορούν να συμπεριλάβουν μόνο μερικά απλά σχήματα. Αλλά η προσθήκη περισσότερων μικροβελόνων θα μπορούσε να κάνει τα σχέδια πιο περίπλοκα, ενδεχομένως να μεταφέρουν πληροφορίες σχετικά με την ημερομηνία, τη δοσολογία, τον αριθμό παρτίδας και πολλά άλλα.

 

 

Το φως των νανοσωματιδίων παράγεται από την ουσία λουσιφεράση.

Η λουσιφεράση είναι ένας γενικός όρος για την κατηγορία των οξειδωτικών  ενζύμων που παράγουν βιοφωταύγεια και συνήθως διακρίνεται από μια φωτοπρωτεΐνη. Το όνομα χρησιμοποιήθηκε αρχικά από τον Raphaël Dubois ο οποίος εφήυρε τις λέξεις λουσιφερίνη και λουσιφεράση, για το υπόστρωμα και το ένζυμο, αντίστοιχα. Και οι δύο λέξεις προέρχονται από τη λατινική λέξη lucifer που σημαίνει εωσφόρος.

 

ΠΗΓΗ: https://oaskhths.blogspot.com/2020/06/blog-post_7.html

Οι κβαντικές κουκίδες ως πολλά υποσχόμενος παράγοντας για την καταπολέμηση του COVID ‐ 19

 Αυτό το άρθρο έχει αναφερθεί από άλλα άρθρα στο PMC.

 

Περίπου κάθε 100 χρόνια, όπως συνέβη  τους τελευταίους δύο αιώνες, αντιμετωπίζουμε μια πανδημία γρίπης, που απαιτεί την καταπολέμηση ενός νέου στελέχους ιών.  

Ως αποτέλεσμα του νέου κορανοϊού (σοβαρό οξύ αναπνευστικό σύνδρομο κοροναϊού τύπου 2 [SARS ‐ CoV ‐ 2] τον Ιανουάριο του 2020, διεξάγονται πολλές κλινικές μελέτες με στόχο την πλήρη ή την εξάλειψη της νόσου. 

Ωστόσο, μέχρι στιγμής, Η ανάπτυξη εξοπλισμού ανίχνευσης ή εμβολίων για τη νόσο του κορανοϊού 2019 (COVID ‐ 19) παρέμεινε αόριστη.

Από αυτή την άποψη, η ανάπτυξη αντιιικών  νανοϋλικών μέσω επιφανειακής μηχανικής (1*) με ενισχυμένη εξειδίκευση, μπορεί να αποδειχθεί πολύτιμη για την καταπολέμηση αυτού του νέου ιού. 

Οι κβαντικές κουκίδες (QDs) είναι πολύπλευροι παράγοντες με την ικανότητα καταπολέμησης  και αναστολής της δραστηριότητας του ιού COVID ‐ 19. 

Η μεταδοτική νόσος του κορανοϊού ‐ 2019 (COVID ‐ 19) προκαλεί σοβαρή νοσηρότητα και θνησιμότητα στους ανθρώπους. Για την ανακούφιση του COVID ‐ 19, εκτελούνται εκτεταμένες μελέτες για την ανάπτυξη εμβολίων που μπορούν να μειώσουν το ανησυχητικό ποσοστό θανάτων που προκαλούνται από τη μόλυνση.  

Οι κβαντικές κουκίδες (QDs) είναι μικρά, πολυλειτουργικά νανοσωματίδια που μπορούν αποτελεσματικά να χρησιμεύσουν ως βιοαισθητήρες και πιθανοί παράγοντες στόχευσης για ιούς και καρκινικά κύτταρα. 

Λαμβάνοντας υπόψη αυτό το σενάριο, συζητάμε αποκλειστικά τον πιθανό ρόλο των QDs στην εξασθένιση της μετάδοσης COVID ‐ 19.

 

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Το COVID ‐ 19 (νόσος κορανοϊού 2019) είναι μια ιογενής λοίμωξη που μοιάζει με ιογενή πνευμονία και έχει πλέον γίνει μια μεγάλη πανδημία. Σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας (ΠΟΥ), παγκοσμίως, ο ιός έχει μολύνει 5.204.508 άτομα. το σημαντικότερο, 337.687 (6,5%) των μολυσμένων ατόμων είχαν πεθάνει. Η ΠΟΥ έχει μέχρι στιγμής ταξινομήσει τις περιπτώσεις κυρίως με βάση τη μετάδοση που πραγματοποιήθηκε μέσω κοινοτικής μετάδοσης, συστάδων περιπτώσεων και σποραδικών περιπτώσεων.  

Ο συνολικός αριθμός των περιπτώσεων που αναφέρθηκαν στην Αμερική και την Ευρώπη έχει αυξηθεί σημαντικά τα τελευταία χρόνια. Ταυτόχρονα, περιοχές όπως ο Ανατολικός, ο Δυτικός Ειρηνικός, η Νοτιοανατολική Ασία και η Αφρική παρουσιάζουν παρόμοιες τάσεις, αν και με μικρότερο ποσοστό θνησιμότητας. Το βασικό σκεπτικό πίσω από αυτήν τη διαφορά αποδίδεται στην προσαρμοστικότητα του COVID ‐ 19. Σύμφωνα με τα μέχρι τώρα διαθέσιμα στοιχεία, έχει αναφερθεί ότι τα μολυσμένα άτομα θα εμφανίσουν ήπιες έως σοβαρές οξείες λοιμώξεις του αναπνευστικού συστήματος.  

Άτομα με υποκείμενα ιατρικά προβλήματα (π.χ. καρδιαγγειακές παθήσεις, καρκίνος και διαβήτης) ή άτομα ηλικίας 60 ετών και άνω είναι πιο επιρρεπή να αναπτύξουν υψηλό κίνδυνο σοβαρής ασθένειας (Έκθεση κατάστασης του ΠΟΥ – 1). 

Μέχρι τώρα, έχουν γίνει αρκετές συστάσεις για τον περιορισμό της έκθεσης, όπως η διατήρηση της προσωπικής υγιεινής και η κοινωνική αποστασιοποίηση.

2. ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ COVID‐ 19

 

Ο ΠΟΥ χαρακτηρίζει το COVID ‐ 19 ως πανδημία. Η ασθένεια προκαλείται από τον ιό του γένους Betacoronavirus που πιθανότατα προήλθε από νυχτερίδες. Ο ιός προκαλεί σοβαρή αναπνευστική νόσο στον άνθρωπο.  Το COVID ‐ 19 δείχνει έναν δείκτη ομοιότητας ακολουθίας 79% και 50% με SAR ‐ CoV  και αναπνευστικό σύνδρομο Μέσης Ανατολής ‐ κοροναϊό (MERS ‐ CoV), αντίστοιχα.  Η δομή του COVID ‐ 19 αποτελείται από μονόκλωνο θετικό νόημα RNA με περίπου 30.000 νουκλεοτίδια. Εκτός αυτού, το COVID ‐ 19 διαθέτει πέντε δομικές πρωτεΐνες, δηλαδή, (i) την ακίδα (S), (ii) νουκλεοκαψίδιο, (iii) φάκελο, (iv) μεμβράνη και (ν) διμερείς πρωτεΐνες αιμοσυγκολλητίνης εστεράσης ​(βλ.Εικόνα 1). 

 

ΕΙΚΟΝΑ 1

Δομή του COVID ‐ 19. COVID ‐ 19, (νόσος κοροναϊού 2019)

Παω σε:

Κυρίως, η πρωτεΐνη S (πρωτεΐνη spike) παίζει ζωτικό ρόλο στη μόλυνση των κυττάρων καθορίζοντας τα αντισώματα ξενιστές και εξουδετερώνοντάς τα. ^[ 7 ^] Επιπλέον, η πρωτεΐνη S έχει ισχυρότερη συγγένεια προς τον ανθρώπινο υποδοχέα ACE2 (ένζυμο μετατροπής αγγειοτασίνης 2) κατά την είσοδο στα κύτταρα ξενιστές. To ACE2 είναι ένα ένζυμο που συνδέεται με τις κυτταρικές μεμβράνες του κατώτερου αναπνευστικού συστήματος των πνευμόνων, του στομάχου, των λεπτών εντέρων, του παχέος εντέρου, των νεφρών, των λεμφαδένων και των χοληφόρων πόρων του ήπατος.  

Ως αποτέλεσμα, το ACE2 θεωρείται σημαντικό σημείο εισόδου του COVID ‐ 19 ​ (βλ.Εικόνα 2).

 

ΕΙΚΟΝΑ 2

Μηχανισμός εισόδου του COVID ‐ 19. ACE2, ένζυμο μετατροπής αγγειοτασίνης 2; COVID ‐ 19, νόσος κοραναϊού 2019; SARS ‐ CoV, σοβαρό κοροναϊκό οξέα αναπνευστικό σύνδρομο

 

3. COVID‐ 19  ΔΙΑΓΝΩΣΗ

 

Διεξάγεται εκτεταμένη έρευνα παγκοσμίως για την ανάπτυξη ναρκωτικών με στόχο το COVID ID 19.  Ωστόσο, μέχρι σήμερα, δεν έχει εγκριθεί καμία θεραπευτική αγωγή ή εμβόλια από τον Οργανισμό Τροφίμων και Φαρμάκων των Ηνωμένων Πολιτειών για τη θεραπεία ασθενών με COVID ‐ 19. Επομένως, σε αυτό το σημείο, η έγκαιρη διάγνωση του COVID ‐ 19 παίζει καθοριστικό ρόλο στον εντοπισμό και την απομόνωση ενός ατόμου που έχει μολυνθεί με COVID ‐ 19 για την αποτροπή περαιτέρω εξάπλωσης του ιού. Από αυτή την άποψη, έχουν αναπτυχθεί διάφορα συστήματα παρακολούθησης για την καταπολέμηση της εξάπλωσης του COVID ‐ 19. 

 

Εκτός αυτού, χρησιμοποιούνται διαγνωστικές μεθοδολογίες, συμπεριλαμβανομένων δοκιμών με βάση το νουκλεϊκό οξύ (αλυσιδωτή αντίδραση αντίστροφης μεταγραφάσης-πολυμεράσης), υπολογιστικές τομογραφικές σαρώσεις και ακτίνες Χ, για την αφαίρεση του COVID ‐ 19. 

 

Μεταξύ αυτών, η δοκιμή με βάση το νουκλεϊκό οξύ του COVID ‐ 19 φαίνεται πολλά υποσχόμενη. Ωστόσο, η απόκριση του κεντρικού υπολογιστή σε τέτοιες δοκιμές χρειάζεται περαιτέρω έρευνα. Επί του παρόντος, τα περισσότερα βοηθήματα διάγνωσης βρίσκονται στην κατάσταση ένδειξης ‐ of ‐.

 

4. ΔΙΑΘΕΣΙΜΑ ΘΕΡΑΠΕΥΤΙΚΑ ΓΙΑ ΤΟ COVID‐ 19

 

Προς το παρόν, υποστηρικτικό φάρμακο που βασίζεται σε συμπτωματικές καταστάσεις χορηγείται ως θεραπεία πρώτης γραμμής για άτομα με πιθανή μόλυνση. 

Επιπλέον, οι θεραπευτικές επιλογές όπως η αντιική θεραπεία, τα αντιβιοτικά, τα κορτικοστεροειδή, και τα ειδικά σχεδιασμένα και αντιφλεγμονώδη φάρμακα αξιολογούνται σε κλινικές δοκιμές. 

 

Ωστόσο, το ακριβές φάρμακο ή ένας συνδυασμός φαρμάκων που απαιτούνται για την καταπολέμηση του COVID ‐ 19 παραμένει ασαφές. Ως αποτέλεσμα, προς το παρόν, φάρμακα που βασίζονται σε αντιιικές θεραπείες όπως το remdesivir, το lopinavir-ritonavir και το favipiravir χρησιμοποιούνται ως προφάρμακα για την αναστολή της δραστηριότητας της ιικής πολυμεράσης RNA. 

 

Ομοίως, φάρμακα όπως η χλωροκίνη και το παράγωγο της υδροξυχλωροκίνη παρουσιάζουν αντιικό (κατά του σοβαρού οξέος αναπνευστικού συνδρόμου κοροναϊού [SARS ‐ CoV] και ανθρώπινου κοροναϊού OC43 [HCoV ‐ OC43]) και προφυλακτικές δραστηριότητες, αντίστοιχα.  

 

Τα προκαταρκτικά ερευνητικά ευρήματα δείχνουν ότι η χλωροκίνη και το παράγωγο της υδροξυχλωροκίνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη θεραπεία του COVID ‐ 19, καθώς έχει την ικανότητα να παρεμβαίνει στη συλλογή ιών-κυττάρων. 

 

Γενικά, μερικά αντιφλεγμονώδη φάρμακα όπως τα γλυκοκορτικοειδή, η tocilizumab και το siltuximab χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία του COVID ‐ 19. Ωστόσο, οι ανεπιθύμητες ενέργειες που προκύπτουν από αυτά τα φάρμακα δεν είναι γνωστές λεπτομερώς. Σε ορισμένες περιπτώσεις, πραγματοποιείται επίσης θεραπεία αναρρόφησης στο πλάσμα στην οποία οι ανοσοσφαιρίνες ανακτήθηκαν από ασθενείς που ανέκαμψαν από το COVID ‐ 19 για να αναπτύξουν αυξημένη χημική απόκριση.

 

5. KOINOTIKA ΔΙΑΘΕΣΙΜΑ ΚΑΤΑΠΟΛΕΜΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΟ COVID‐ 19

 

Η εφαρμογή νανοϋλικών στον τομέα της νανο-βιοτεχνολογίας φέρνει επανάσταση στις ιατρικές προσεγγίσεις που χρησιμοποιούνται για τη διάγνωση και τη θεραπεία θεραπευτικών ασθενειών. Τα τελευταία χρόνια, αυτά τα νανοϋλικά έχουν χρησιμοποιηθεί για την επιλεκτική απελευθέρωση του φαρμάκου στα κατεστραμμένα κύτταρα ή ιστούς κατά τη θεραπεία του καρκίνου. 

Ο ρόλος των νανοϋλικών μπορεί επίσης να επεκταθεί σε ιογενείς μολυσματικές ασθένειες όπως ο ιός της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας (HIV), ο ελαβοϊός και ο SARS ‐ CoV.  Τα νανοϋλικά έχουν υψηλή αναλογία όγκου επιφανείας ‐ προς which που τους επιτρέπει να προσδένονται σε πολλά προσδέματα στα κύτταρα ξενιστές και τα καθιστά ανθεκτικά στην προσκόλληση του ιού με πολυσθενή αλληλεπίδραση.

 

Οι «κβαντικές κουκίδες (QDs)», που ονομάζονται επίσης «νανοϋλικά ημιαγωγών», συζεύγνυται με ανιχνευτές υψηλού φθορισμού, οι οποίοι είναι ζωτικής σημασίας για την ανίχνευση και τη μακροπρόθεσμη απεικόνιση φθορισμού διαφόρων κυτταρικών διεργασιών.  Σε σύγκριση με τα συντονιζόμενα πλασμικά νανοσωματίδια (10–300 nm), το μέγεθος των QD κυμαίνεται από 1 έως 10 nm με συντονισμένο οπτικό μήκος κύματος.  Επομένως, τα QDs έχουν αναγνωριστεί ως ένας νέος ανιχνευτής φθορισμού για μοριακή απεικόνιση.  

Λόγω αυτών των εξαιρετικών ιδιοτήτων, τα QD μπορούν να θεωρηθούν αξιόλογοι παράγοντες για την καταπολέμηση των ιογενών λοιμώξεων. Επιπλέον, η ενσωμάτωση πιθανών βιοσυμβατών φορέων μπορεί να βοηθήσει στη διεπιστημονική έρευνα και να επιτρέψει κλινικές προσεγγίσεις για την καταπολέμηση του ιού. Σε αυτό το minireview, συζητάμε τον ρόλο των QD ως φορέων / επισήμανσης φαρμάκων ή φορέων φαρμάκων (βλ. Εκόνα​ 3 )

 

ΕΙΚΟΝΑ  3

Σχηματική αναπαράσταση των ενεργειών που ασκούνται από QDs στο SARS ‐ CoV ‐ 2. QD, κβαντική κουκκίδα; Πρωτεΐνη S, πρωτεΐνη spike; SARS ‐ CoV ‐ 2, σοβαρό οξύ αναπνευστικό σύνδρομο κοροναϊού τύπου 2

6. ΤΡΟΠΟΣ ΔΡΑΣΕΩΝ QDS

 

Η αποφασιστική επιρροή που σχετίζεται με την εξάπλωση λοιμώξεων SARS ‐ CoV ‐ 2 από QDs θα μπορούσε να αποκτήσει σημαντικό ενδιαφέρον μεταξύ των ερευνητών. Το βασικό σκεπτικό για τη χρήση QDs μπορεί να αποδοθεί στην ιχνηλασιμότητά τους κάτω από ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος φωτός.  Εκτός αυτού, τα QD μπορούν να ρυθμιστούν στο επιθυμητό μέγεθος (1-10 nm) και σε σχήμα που στοχεύει / διεισδύει αποτελεσματικά στο SARS ‐ CoV ‐ 2 με εύρος μεγέθους μεταξύ 60 και 140 nm.  Το θετικό επιφανειακό φορτίο των QD με βάση τον άνθρακα θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τον αποκλεισμό / απενεργοποίηση της πρωτεΐνης S του SARS ‐ CoV ‐ 2. 

 

Επιπλέον, τα κατιονικά επιφανειακά φορτία που παρουσιάζονται από τα QD αλληλεπιδρούν με τον αρνητικό κλώνο RNA του ιού, οδηγώντας στην παραγωγή αντιδραστικών ειδών οξυγόνου εντός του SARS ‐ CoV‐2.  Η Du et al . κατέδειξε την αντιιική επίδραση των σημείων άνθρακα (CDs) έναντι του ιού ψευδοροβίωσης και του ιού του αναπαραγωγικού και του αναπνευστικού συνδρόμου χοίρου.  Τα CD επάγουν την ενεργοποίηση των γονιδίων που διεγείρονται από ιντερφερόνη, ιδιαίτερα την παραγωγή ιντερφερόνης-α, η οποία καταστέλλει την αντιγραφή του ιού. 

 

Περαιτέρω, η ενσωμάτωση των επιθυμητών λειτουργικών ομάδων με QDs θα μπορούσε αποτελεσματικά να αλληλεπιδράσει με τους υποδοχείς εισόδου του SARS-CoV ‐ 2 και να επηρεάσει τον γονιδιωματικό πολλαπλασιασμό.  Κατά συνέπεια, το αντιιικό δυναμικό των CD που προέρχονται από υδροχλωρικό 4 ‐ αμινοφαινυλ βορονικό οξύ (4 ‐ AB / C ‐ κουκκίδες) έδειξε ανασταλτικές ιδιότητες έναντι του ιού του απλού έρπητα τύπου 1, με CD που δρουν ειδικά στην πρώιμη φάση της ιογενούς λοίμωξης. 

 

Πολύ πρόσφατα, οι Łoczechin et al . απέδειξαν ότι διαφορετικά CD που παρασκευάστηκαν με υδροθερμική ανθρακιοποίηση και σύζευξη με βορονικό οξύ (κβαντικές κουκκίδες άνθρακα ‐ 3) ασκούν αντιιικές ιδιότητες έναντι του εξαιρετικά παθογόνου ανθρώπινου κοροναϊού με δοσοεξαρτώμενο τρόπο. ^[ 28 ^] Περαιτέρω, η λειτουργική ομάδα CD βρέθηκε να αλληλεπιδρά με την πρωτεΐνη S του ανθρώπινου κοροναϊού ‐ 229Ε, ​​και έτσι να αποτρέψει την είσοδο και την αλληλεπίδραση του ιού με την κυτταρική μεμβράνη ξενιστή. 

 

Αναλόγως, τα CDs που προέρχονται από μονομερές βενζοξαζίνης συνδέονται άμεσα με την επιφάνεια των ιοσωμάτων (ιαπωνική εγκεφαλίτιδα, ιούς Zika και δάγκειου πυρετού, παρβοϊός χοίρου και ιός που σχετίζεται με τον αδενοϊό) και έτσι εμποδίζουν την αλληλεπίδραση κυττάρου ιού-ξενιστή.  Ομοίως, τα CD Gly derived που προέρχονται από το γλυκυρριζικό οξύ άσκησαν εξαιρετικές αντιιικές ιδιότητες καταστέλλοντας τον πολλαπλασιασμό του ιού του αναπαραγωγικού και του αναπνευστικού συνδρόμου χοίρου. 

Επιπλέον, η χρήση συμβατικών βιολογικών ενώσεων (π.χ. κουρκουμίνης) στη σύνθεση QDs μπορεί να προσφέρει μια κατάλληλη επιλογή αντιιικών παραγόντων. 

 

Παρόλο που οι προαναφερθείσες μελέτες κατέδειξαν το ευρύ φάσμα της αντιιικής δραστηριότητας που παρουσιάστηκε από διαφορετικά CD, ο ακριβής τρόπος δράσης τους παραμένει ασαφής. Ένας σημαντικός περιορισμός των QD ως αντιιικών παραγόντων είναι η in vivo τοξικότητά τους. Λάβετε υπόψη αυτό, η βελτιστοποίηση των QD και οι περαιτέρω λεπτομερείς πειραματικές προσεγγίσεις με νέα λειτουργικά μόρια έναντι του SARS ‐ CoV ‐ 2 θα προέκτειναν τις νανοδομές για τα θεραπευτικά COVID ‐ 19 για να εξαλείψουν την απειλητική για τη ζωή ασθένεια στο άμεσο μέλλον.

 

7. QDS ως ΒΙΟΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ ΙΩΝ

 

Μία από τις συναρπαστικές προσεγγίσεις είναι η μελέτη της δομής και του κύκλου ζωής των μικροοργανισμών (βακτήρια, μύκητες και ιοί) in vivo μέσω απεικόνισης φθορισμού. Εκτός από τα πρόσφατα αναπτυγμένα αντιμικροβιακά νανοϋλικά, τα γραφενικά QD και τα QD άνθρακα, δείχνουν αυξημένη εφαρμογή για τη βιοαισθητοποίηση μικροβίων και έτσι μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως εναλλακτική μέθοδος ιατρικής διάγνωσης.  Το 2008, έχει αποδειχθεί η χρήση των QD για την επισήμανση του φακέλου του ιού, ακολουθούμενη από τη διερεύνηση του μηχανισμού πρόσληψης. 

 

Οι QD άνθρακα είναι τώρα κυρίαρχοι ανιχνευτές απεικόνισης (χημειοαισθητήρες και βιοαισθητήρες) για την ανίχνευση μικροβίων / βιομορίων. Έχει αποδειχθεί ότι τα QD άνθρακα σε συνδυασμό με το σύστημα υπερευαισθησίας πλευρικής ροής ανοσοπροσδιορισμού θα μπορούσαν να ανιχνεύσουν αποτελεσματικά τους υποτύπους του ιού της γρίπης Α με υψηλή ειδικότητα σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους δοκιμής.  Ομοίως, η βιοαισθητοποίηση του μολυσματικού ιού της βρογχίτιδας επιτεύχθηκε με χειρόμορφο ζιρκόνιο QDs με εκπομπές μπλε φθορισμού. 

 

Η Ashiba et al . ανέπτυξε ετικέτες φθορισμού QD για να αυξήσει την ευαισθησία της φθοροϊσοανοσοδοκιμασίας υποβοηθούμενης από τον συντονισμό του επιφανειακού πλασμώματος, η οποία ανίχνευσε αποτελεσματικά τα σωματίδια που μοιάζουν με τον ιό νοροϊού .  Επιπλέον, τα QD σε συνδυασμό με ενεργοποιητές μεταγραφής έχουν ενεργοποιηθεί για την απεικόνιση ζωντανών κυττάρων για την ταυτοποίηση των θέσεων ενός γονιδίου HIV ‐ 1 στα ανθρώπινα χρωμοσώματα. 

 

Η Liu et al . ανέφεραν ότι τα CD που παρασκευάστηκαν από τη μορφή σε σκόνη νεαρών φύλλων κριθαριού παρουσιάζουν διαφορετικά χρώματα φθορισμού όπως το μπλε (b ‐ CD) και η κυανίνη (c ‐ CD), τα οποία έχουν χρησιμοποιηθεί για επιλεκτική απεικόνιση κυττάρων. Τα b ‐ CD μπορούν επιλεκτικά να εισέλθουν στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων PK-15, ενώ τα c ‐ CD διασπαρμένα σε ολόκληρο το κύτταρο και επίσης στον πυρήνα.  Εκτός αυτού, τα b ‐ CD εμφάνισαν αντιική δράση κατά του ιού ψευδοροβίωσης. 

 

Στο τρέχον σενάριο, η λοίμωξη COVID ‐ 19 εξαπλώνεται γρήγορα και η έναρξη των συμπτωμάτων ποικίλλει μεταξύ των ατόμων. Επομένως, υπάρχει επείγουσα ανάγκη προσδιορισμού νέων διαγνωστικών μεθόδων. Από αυτή την άποψη, ο εντοπισμός ή η σύνθεση νέων QD που βασίζονται σε φθορισμό ή η προσαρμογή οποιουδήποτε από τα προαναφερθέντα QD μπορεί να βοηθήσει τους ερευνητές στην ανάπτυξη αποτελεσματικών διαγνωστικών μεθόδων για COVID ‐ 19. 

 

8. ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΠΡΟΒΛΕΨΕΙΣ ΚΑΙ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ

 

Η αντίσταση στα αντιιικά φάρμακα και η εμφάνιση μεταλλαγμένου στελέχους ιού είναι οι σημαντικές επιπτώσεις στις συμβατικές θεραπευτικές στρατηγικές. Η τελική πρόκληση είναι η πρόληψη της εξάπλωσης του COVID ‐ 19 και η εξόντωση ιογενών λοιμώξεων από την ανθρώπινη κοινότητα. Στο παρόν σενάριο, η αυξανόμενη συχνότητα εμφάνισης περιπτώσεων COVID ‐ 19 πιέζει τους επιστήμονες να αναπτύξουν εμβόλια βάσει κλινικών δοκιμών. 

 

Μέχρι σήμερα, δεν υπάρχουν ειδικά εμβόλια για τη θεραπεία με COVID ‐ 19, αλλά πολλές τρέχουσες κλινικές δοκιμές αξιολογούν τις πιθανές θεραπευτικές αγωγές. Επομένως, η εξερεύνηση ενός νέου αντιιικού παράγοντα, που στοχεύει την είσοδο του ιού και την αλληλεπίδρασή του με τον ξενιστή, θα μπορούσε δυνητικά να εξασθενήσει την ιογενή λοίμωξη. 

 

Με βάση τα αρχικά ευρήματα, φάρμακα όπως η χλωροκίνη, η υδροξυχλωροκίνη, η ριτοναβίρη, η λοπιναβίρη ανταποκρίθηκαν καλά έναντι του COVID ‐ 19. Ωστόσο, η ανάπτυξη ακριβών μορίων για την καταπολέμηση του COVID ‐ 19 είναι ύψιστη προτεραιότητα. Μια λεπτομερής έρευνα σχετικά με την πρόσληψη και τη στοχοθετημένη παράδοση της χλωροκίνης και των παραγώγων της από τα QDs θα παρείχε σίγουρα πληροφορίες και θα αποκαλύψει τον μοριακό μηχανισμό της επαγόμενης από υδροξυχλωροκίνη τροποποίησης του κύκλου ζωής του COVID ‐ 19. Η χρήση QDs έναντι του COVID ‐ 19 είναι επίσης καλύτερη επιλογή λόγω της τεράστιας θεραπευτικής του αποτελεσματικότητας. Εκτός αυτού, τα QD μπορούν να θεωρηθούν ως ένας ισχυρός ανιχνευτής απεικόνισης στη διάγνωση και την προγνωστική. 

 

Επιπλέον, τα θεραπευτικά μόρια μπορούν να ενεργοποιηθούν ή να επικαλυφθούν στην επιφάνεια των QDs για να αυξηθεί το προφίλ απελευθέρωσης του φαρμάκου, στοχεύοντας στη συνέχεια COVID ‐ 19. Ωστόσο, πρέπει να δίνεται προσοχή για να αποφευχθεί η νεφρική διήθηση και άλλες παρενέργειες. Η ανάπτυξη ακριβών μορίων για την καταπολέμηση του COVID ‐ 19 είναι ύψιστη προτεραιότητα. 

 

Μια λεπτομερής έρευνα σχετικά με την πρόσληψη και τη στοχευμένη παράδοση της χλωροκίνης και των παραγώγων της από τα QDs σίγουρα θα παρείχε πληροφορίες και θα αποκαλύψει τον μοριακό μηχανισμό της επαγόμενης από υδροξυχλωροκίνη κουκκίδας του κύκλου ζωής του COVID ‐ 19. Η χρήση QDs έναντι του COVID ‐ 19 είναι επίσης καλύτερη επιλογή λόγω της τεράστιας θεραπευτικής του αποτελεσματικότητας. Εκτός αυτού, τα QD μπορούν να θεωρηθούν ως ένας ισχυρός ανιχνευτής απεικόνισης στα διαγνωστικά και τα προγνωστικά. Επιπλέον, τα θεραπευτικά μόρια μπορούν να ενεργοποιηθούν ή να επικαλυφθούν στην επιφάνεια των QDs για να αυξηθεί το προφίλ απελευθέρωσης του φαρμάκου, στοχεύοντας στη συνέχεια COVID ‐ 19. Ωστόσο, πρέπει να δίνεται προσοχή για να αποφευχθεί η νεφρική διήθηση και άλλες παρενέργειες. Η ανάπτυξη ακριβών μορίων για την καταπολέμηση του COVID ‐ 19 είναι ύψιστη προτεραιότητα. 

 

Μια λεπτομερής έρευνα σχετικά με την πρόσληψη και τη στοχοθετημένη παράδοση της χλωροκίνης και των παραγώγων της από τα QDs θα παρείχε σίγουρα πληροφορίες και θα αποκαλύψει τον μοριακό μηχανισμό της επαγόμενης από υδροξυχλωροκίνη τροποποίησης του κύκλου ζωής του COVID ‐ 19. Η χρήση QDs έναντι του COVID ‐ 19 είναι επίσης καλύτερη επιλογή λόγω της τεράστιας θεραπευτικής του αποτελεσματικότητας. Εκτός αυτού, τα QD μπορούν να θεωρηθούν ως ένας ισχυρός ανιχνευτής απεικόνισης στα διαγνωστικά και τα προγνωστικά. Επιπλέον, τα θεραπευτικά μόρια μπορούν να ενεργοποιηθούν ή να επικαλυφθούν στην επιφάνεια των QDs για να αυξηθεί το προφίλ απελευθέρωσης του φαρμάκου, στοχεύοντας στη συνέχεια COVID ‐ 19. 

 

Ωστόσο, πρέπει να δίνεται προσοχή για να αποφευχθεί η νεφρική διήθηση και άλλες παρενέργειες. Μια λεπτομερής έρευνα σχετικά με την πρόσληψη και τη στοχευμένη παράδοση της χλωροκίνης και των παραγώγων της από τα QDs σίγουρα θα παρείχε πληροφορίες και θα αποκαλύψει τον μοριακό μηχανισμό της επαγόμενης από υδροξυχλωροκίνη κουκκίδας του κύκλου ζωής του COVID ‐ 19. Η χρήση QDs έναντι του COVID ‐ 19 είναι επίσης καλύτερη επιλογή λόγω της τεράστιας θεραπευτικής του αποτελεσματικότητας. Εκτός αυτού, τα QD μπορούν να θεωρηθούν ως ένας ισχυρός ανιχνευτής απεικόνισης στα διαγνωστικά και τα προγνωστικά. Επιπλέον, τα θεραπευτικά μόρια μπορούν να ενεργοποιηθούν ή να επικαλυφθούν στην επιφάνεια των QDs για να αυξηθεί το προφίλ απελευθέρωσης του φαρμάκου, στοχεύοντας στη συνέχεια COVID ‐ 19. Ωστόσο, πρέπει να δίνεται προσοχή για να αποφευχθεί η νεφρική διήθηση και άλλες παρενέργειες. 

 

Μια λεπτομερής έρευνα σχετικά με την πρόσληψη και τη στοχευμένη παράδοση της χλωροκίνης και των παραγώγων της από τα QDs σίγουρα θα παρείχε πληροφορίες και θα αποκαλύψει τον μοριακό μηχανισμό της επαγόμενης από υδροξυχλωροκίνη κουκκίδας του κύκλου ζωής του COVID ‐ 19. Η χρήση QDs έναντι του COVID ‐ 19 είναι επίσης καλύτερη επιλογή λόγω της τεράστιας θεραπευτικής του αποτελεσματικότητας.  Εκτός αυτού, τα QD μπορούν να θεωρηθούν ως ένας ισχυρός ανιχνευτής απεικόνισης στα διαγνωστικά και τα προγνωστικά. Επιπλέον, τα θεραπευτικά μόρια μπορούν να ενεργοποιηθούν ή να επικαλυφθούν στην επιφάνεια των QDs για να αυξηθεί το προφίλ απελευθέρωσης του φαρμάκου, στοχεύοντας στη συνέχεια COVID ‐ 19. 

 

Ωστόσο, πρέπει να δίνεται προσοχή για να αποφευχθεί η νεφρική διήθηση και άλλες παρενέργειες. Η χρήση QDs έναντι του COVID ‐ 19 είναι επίσης καλύτερη επιλογή λόγω της τεράστιας θεραπευτικής του αποτελεσματικότητας. Εκτός αυτού, τα QD μπορούν να θεωρηθούν ως ένας ισχυρός ανιχνευτής απεικόνισης στη διάγνωση και την προγνωστική. Επιπλέον, τα θεραπευτικά μόρια μπορούν να ενεργοποιηθούν ή να επικαλυφθούν στην επιφάνεια των QDs για να αυξηθεί το προφίλ απελευθέρωσης του φαρμάκου, στοχεύοντας στη συνέχεια COVID ‐ 19. Ωστόσο, πρέπει να δίνεται προσοχή για να αποφευχθεί η νεφρική διήθηση και άλλες παρενέργειες. Η χρήση QDs έναντι του COVID ‐ 19 είναι επίσης καλύτερη επιλογή λόγω της τεράστιας θεραπευτικής του αποτελεσματικότητας. Εκτός αυτού, τα QD μπορούν να θεωρηθούν ως ένας ισχυρός ανιχνευτής απεικόνισης στα διαγνωστικά και τα προγνωστικά. Επιπλέον, τα θεραπευτικά μόρια μπορούν να ενεργοποιηθούν ή να επικαλυφθούν στην επιφάνεια των QDs για να αυξηθεί το προφίλ απελευθέρωσης του φαρμάκου, στοχεύοντας στη συνέχεια COVID ‐ 19. Ωστόσο, πρέπει να δίνεται προσοχή για να αποφευχθεί η νεφρική διήθηση και άλλες παρενέργειες.

 

(1*)  ([Η μηχανική επιφανειών είναι ο υποτομέας της επιστήμης των υλικών που ασχολείται με την επιφάνεια της στερεάς ύλης. Έχει εφαρμογές στη χημεία, τη μηχανολογία και την ηλεκτρολογία (ιδίως σε σχέση με την κατασκευή ημιαγωγών).Οι τεχνικές επιφανειακής μηχανικής χρησιμοποιούνται στην αυτοκινητοβιομηχανία, την αεροδιαστημική, την πυραυλική, την ενεργειακή, την ηλεκτρονική, τη βιοϊατρική, την κλωστοϋφαντουργία, το πετρέλαιο, την πετροχημική, τη χημική, τη χαλυβουργία, την τσιμεντοβιομηχανία, τις εργαλειομηχανές και τις κατασκευαστικές βιομηχανίες, συμπεριλαμβανομένων των οδοστρωμάτων. Οι τεχνικές επιφανειακής μηχανικής μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη ενός ευρέος φάσματος λειτουργικών ιδιοτήτων, συμπεριλαμβανομένων φυσικών, χημικών, ηλεκτρικών, ηλεκτρονικών, μαγνητικών, μηχανικών, ανθεκτικών στη φθορά και στη διάβρωση ιδιοτήτων στις απαιτούμενες επιφάνειες υποστρώματος. Σχεδόν όλοι οι τύποι υλικών, συμπεριλαμβανομένων των μετάλλων, των κεραμικών, των πολυμερών και των σύνθετων υλικών, μπορούν να επικαλυφθούν σε παρόμοια ή ανόμοια υλικά. Είναι επίσης δυνατό να σχηματιστούν επιστρώσεις από νεότερα υλικά (π.χ. met glass. beta-C3N4),  κ.λπ.]) 

  

Δείτε ολόκληρο το αρχικό άρθρο: Quantum dots as a promising agent to combat COVID‐19 ΕΔΩ…

 

ΠΗΓΗ: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7361141/