این نانوتله‌ها با تقلید از سلول‌هایی که ویروس بر آنها اثر می‌گذارد، ویروس را جذب می‌کنند. هنگامی که ویروس به نانوتله‌ها متصل می‌شود، نانوتله‌ها ویروس را از سلول‌های دیگر جدا می‌کنند و آن را هدف قرار می‌دهند تا توسط سیستم ایمنی بدن از بین برود.

شاید بتوان این نانوتله‌ها را در مورد انواع ویروس مورد استفاده قرار داد تا روش جدیدی برای مهار پیشروی ویروس باشد. اگرچه این درمان هنوز در مراحل ابتدایی آزمایش به سر می‌برد اما پژوهشگران باور دارند که شاید بتوان آن را به واسطه یک اسپری بینی به کار گرفت تا کووید-۱۹ را درمان کند.

پروفسور "جون هوانگ"(Jun Huang)، سرپرست این پژوهش گفت: گروه پژوهشی ما از زمان آغاز همه‌گیری، در حال توسعه این روش جدید برای درمان کووید-۱۹ است. ما آزمایش‌های سخت‌گیرانه‌ای را انجام داده‌ایم تا کارآیی این نانوتله‌ها را اثبات کنیم و از ظرفیت بالقوه آنها هیجان‌زده هستیم.
 

طراحی یک تله بی‌نقص

پژوهشگران برای طراحی این نانوتله‌ها، مکانیسمی را مورد بررسی قرار دادند که کروناویروس از آن برای اتصال به سلول‌ها استفاده می‌کند. این مکانیسم، یک پروتئین خوشه‌ مانند است که روی سطح کروناویروس قرار دارد و به پروتئین گیرنده ACE2 در سلول انسان متصل می‌شود.

پژوهشگران برای ایجاد تله‌ای که با همین روش به ویروس متصل می‌شود، نانوذراتی با تراکم بالایی از پروتئین‌های ACE2 روی سطح آنها طراحی کردند. آنها به همین ترتیب، نانوذرات دیگری را به همراه پادتن‌های خنثی‌کننده روی سطح آنها طراحی کردند. این پادتن‌ها هنگام ابتلا در بدن شخص به وجود می‌آیند و طوری طراحی می‌شوند که با روش‌های گوناگون به کروناویروس اتصال می‌یابند.

در طراحی درمان برای کووید-۱۹، هم از پروتئین‌های ACE2 و هم از پادتن‌های خنثی‌کننده استفاده می‌شود اما پژوهشگران با اتصال آنها به نانوذرات، سیستم قوی‌تری را برای به دام انداختن و از بین بردن ویروس ایجاد کردند.

قطر این نانوذرات که از پلیمرها و فسفولیپیدهای مورد تایید "سازمان غذا و داروی آمریکا" (FDA) ساخته شده‌اند، ۵۰۰ نانومتر است و بسیار کوچکتر از سلول هستند. این بدان معناست که نانوتله‌ها می‌توانند به قسمت‌های بیشتری در بدن دست یابند و کروناویروس را به صورت کارآمدتری به دام بیندازند.

پژوهشگران، ایمنی این سیستم را در یک مدل موش آزمایش کردند و دریافتند که هیچ مسمومیتی به همراه ندارد. سپس، نانوتله‌ها را در برابر "pseudovirus" آزمایش کردند که یک مدل ضعیف‌تر ویروس است و تکثیر نمی‌شود. آنها به بررسی نانوتله‌ها در برابر یک pseudovirus در ریه انسان پرداختند و دریافتند که آنها راه ورود به سلول‌ها را به طور کامل مسدود می‌کنند.

هنگامی که pseudovirus خود را به نانوذرات طراحی شده متصل کرد، نانوذرات از مولکولی استفاده کردند که درشت‌خوارهای بدن را فرامی‌خواند. درشت‌خوارها معمولا نانوذرات بدن را می‌خورند اما مولکول نانوتله‌ها، این روند را سرعت می‌بخشد. نانوذرات در این آزمایش، طی ۴۸ ساعت پاکسازی شدند و از بین رفتند.

پژوهشگران، نانوذرات را به واسطه pseudovirus در یک سیستم ریوی خارج از ارگانیسم آزمایش کردند و دریافتند که آنها از عفونت ریه‌ها به طور کامل پیشگیری می‌کنند.

پژوهشگران، نانوتله‌ها را به همراه یک ویروس زنده در یک سیستم درون‌کشتگاهی نیز آزمایش کردند و دریافتند که سیستم آنها ویروس را ۱۰ برابر بهتر از پادتن‌های خنثی‌کننده یا ACE2 محلول مهار می‌کند.
 

درمانی برای کووید-۱۹ و فراتر از آن 

پژوهشگران امیدوارند که در مرحله بعد بتوانند این سیستم را بیشتر آزمایش کنند و آن را به همراه ویروس زنده و انواع گوناگون ویروس مورد بررسی قرار دهند.

"جیل روزنبرگ"(Jill Rosenberg)، از پژوهشگران این پروژه گفت: این نانوتله‌ به سادگی اصلاح می‌شود. ما می‌توانیم پادتن‌ها یا پروتئین‌های گوناگون را تغییر دهیم یا سلول‌های ایمنی متفاوتی را هدف بگیریم.

این نانوتله‌ها را می‌توان در یک فریزر استاندارد ذخیره کرد و نهایتا به واسطه اسپری بینی مورد استفاده قرار داد تا مستقیما در سیستم تنفسی قرار بگیرند و موثرتر باشند.

پژوهشگران باور دارند که شاید با بهینه‌سازی فرمول نانوتله‌ها بتوان آن را مانند یک واکسن به کار گرفت تا نهایتا یک سیستم درمانی در برابر ویروس ایجاد شود.

این پژوهش، در مجله "Matter" به چاپ رسید.