Блог

Jun 17, 2023

Противовирусная эффективность наночастиц оксида церия

Scientific Reports, том 12, номер статьи: 18746 (2022) Цитировать эту статью 1471 Доступов 5 Цитирований 8 Подробности об альтернативных метриках Наноматериалы являются перспективными кандидатами на устранение

Том 12 научных докладов, номер статьи: 18746 (2022 г.) Цитировать эту статью

1471 Доступов

5 цитат

8 Альтметрика

Подробности о метриках

Наноматериалы являются перспективными кандидатами для уничтожения вирусов благодаря мультимодальному механизму действия. Здесь мы проверили противовирусный потенциал малоизученной наночастицы диоксида церия (CeO2). Два нано-CeO2 с противоположным поверхностным зарядом (+) и (-) были оценены на предмет их способности уменьшать количество бляшкообразующих единиц (БОЕ) четырех вирусов с оболочкой и двух вирусов без оболочки в течение 1-часового воздействия. Статистически значимая противовирусная активность в отношении оболочечного коронавируса SARS-CoV-2 и вируса гриппа зарегистрирована уже при концентрации 20 мг Ce/л. Для двух других оболочечных вирусов, вируса трансмиссивного гастроэнтерита и бактериофага φ6, противовирусная активность была подтверждена при концентрации 200 мг Се/л. Как и ожидалось, чувствительность вирусов без оболочки к нано-CeO2 была значительно ниже. Пикорнавирус EMCV не показал снижения БОЕ до достижения самой высокой протестированной концентрации 2000 мг Ce/л, а бактериофаг MS2 показал небольшой немонотонный ответ на высокие концентрации нано-CeO2(-). Параллельное тестирование противовирусной активности ионов Ce3+ и наночастиц SiO2 позволяет заключить, что активность нано-CeO2 не обусловлена ​​ни высвобождением ионов Ce, ни неспецифическим действием наночастиц. Более того, мы доказали более высокую противовирусную эффективность нано-CeO2 по сравнению с наночастицами Ag. Этот результат, наряду с низкой антибактериальной активностью и несуществующей цитотоксичностью нано-CeO2, позволяет нам предложить наночастицы CeO2 для конкретных противовирусных применений.

Поиск противовирусных агентов — материалов, которые позволяют инактивировать вирусы, подавлять их способность инфицировать клетки-хозяева или подавлять их способность к репликации1, явно активизировался в связи с нынешней пандемией COVID-192. Недавно был признан потенциал нанотехнологий в разработке противовирусной терапии3,4,5,6,7. Одной из групп потенциальных противовирусных наноматериалов являются наночастицы металлов и оксидов металлов8, которые, как предполагается, проявляют свою активность посредством мультимодальных механизмов действия9, включая прямое связывание с поверхностью вируса, ингибирование связывания вируса с клетками-хозяевами или даже взаимодействие с вирусным геномом10. Такой широкий спектр предполагаемой противовирусной активности наночастиц на основе металлов может привести к меньшей вероятности развития противовирусной резистентности, которая может возникнуть в случае обычных противовирусных препаратов11.

Об антивирусных наночастицах уже опубликовано большое количество литературы. По состоянию на январь 2022 года из ISI Web of Science было получено 1623 статьи с использованием ключевых слов «противовирусный» И «наночастица*». Из них 17% упомянули «COVID», а 30% — «серебро», 5% — «медь», 5% — «цинк» и 4% — «титан ИЛИ титан». Интересно, что все эти наночастицы также являются одними из наиболее часто используемых наночастиц в антибактериальных целях12, что указывает на то, что можно ожидать относительно общего механизма действия, эффективного как против бактерий, так и против вирусов. Наносеребро, на долю которого приходится 1/3 статей, посвященных противовирусным наночастицам, очевидно, является одним из наиболее изученных типов противовирусных наночастиц. В качестве способов его действия было предложено потенциальное связывание частиц наносеребра с внешней поверхностью вирусов и связывание наночастиц с вирусным генетическим материалом, что приводит к дальнейшему ингибированию репликации вируса13. Эффективность наночастиц серебра в снижении количества инфекционных вирусов была продемонстрирована против различных вирусов, включая ВИЧ14,15,16,17, вирус простого герпеса18, вирус гриппа19, норовирусы20, аденовирусы, а также SARS-CoV-221 и другие вирусы22,23. ,24,25. Однако стоит отметить, что хотя противовирусные концентрации наночастиц серебра обычно варьируются от десятков до сотен мг/л26, эти концентрации уже могут приводить к цитотоксичности21 и, безусловно, проявлять антибактериальный эффект, который обычно проявляется, начиная с диапазона низких мг/л27. Действительно, неспецифическая цитотоксичность и сопутствующая потенциальная опасность для здоровья некоторых из предложенных наночастиц могут быть проблемой28, и, таким образом, более безопасные альтернативы наночастицам с меньшим потенциальным риском для здоровья, безусловно, представляют интерес.