一种可以减少SARS-CoV-2传播的口香糖

【字体: 时间:2021年12月06日 来源:Molecular Therapy

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  宾夕法尼亚大学科学家领导的研究表明,在使用COVID-19患者唾液样本进行的实验中,含有ACE2蛋白的口香糖中和了病毒。

  

一项新的研究表明,含有植物蛋白的口香糖可以作为SARS-CoV-2病毒的“陷阱”,减少唾液中的病毒载量,并可能抑制传播。

宾夕法尼亚大学牙科学院的亨利·丹尼尔与佩雷尔曼医学院的科学家们的合作可能导致对COVID-19流行的低成本工具。他们的研究发表在《Molecular Therapy》杂志上。

“SARS-CoV-2在唾液腺中复制,我们知道,当感染者打喷嚏、咳嗽或说话时,一些病毒会被排出并接触到其他人,”丹尼尔说。“这种口香糖提供了一个中和唾液中的病毒的机会,为我们提供了一种可能减少疾病传播来源的简单方法。”

COVID-19疫苗帮助改变了大流行的进程,但没有消灭传播。根据最近的研究,即使完全接种了疫苗的人仍然可能感染SARS-CoV-2,并且可能携带与未接种疫苗的人类似的病毒载量。

在大流行之前,丹尼尔一直在研究血管紧张素转换酶2 (ACE2)蛋白在治疗高血压中的作用。他的实验室通过一种获得专利的植物生产系统,培育出了这种蛋白质,以及其他许多可能具有治疗潜力的蛋白质。通过用目标蛋白质的DNA轰击植物物质,它们诱导植物叶绿体吸收DNA并开始生长蛋白质。这种经过冻干和碾碎的植物材料可以用作运送蛋白质的一种方式。该系统有可能避免蛋白质药物合成的通常障碍:即昂贵的生产和纯化过程。

丹尼尔过去对ACE2的研究在COVID-19大流行的背景下被证明是偶然的。人类细胞上的ACE2受体也恰好与SARS-CoV-2刺突蛋白结合。其他研究小组已经表明注射ACE2可以减少严重感染人群的病毒载量。

与此同时,丹尼尔的同事Hyun (Michel) Koo进行了另一项研究,开发了一种注入植物蛋白的口香糖,可以破坏牙菌斑。把他对ACE2的见解与这项技术结合起来,丹尼尔想知道,这种注入植物生长的ACE2蛋白质的口香糖,是否可以中和口腔中的SARS-CoV-2。

为了找到答案,他联系了宾夕法尼亚医学院的病毒学家、肺部和重症监护医生罗纳德·科尔曼。科尔曼的团队从疫情早期开始就一直在收集COVID - 19患者的血液、鼻腔拭子、唾液和其他生物标本,用于科学研究。

科尔曼说:“亨利联系了我,问我们是否有样本来测试他的方法,哪种样本适合测试,以及我们是否可以内部验证唾液样本中的SARS-CoV-2病毒水平。这导致了我们在微生物组研究基础上的跨学院合作。”

为了测试这种口香糖,研究小组在植物中培养了ACE2,并与另一种化合物配对,这种化合物能使蛋白质越过黏膜屏障,促进结合,并将产生的植物物质纳入肉桂口味的口香糖片中。他们将从COVID-19阳性患者的鼻咽拭子中获得的样本与口香糖孵育,结果表明,存在的ACE2可以中和SARS-CoV-2病毒。

这些初步调查之后,威斯塔研究所和宾夕法尼亚大学兽医学院的其他研究人员对致病性低于SARS-CoV-2的病毒进行了修饰,以表达SARS-CoV-2刺突蛋白。科学家们观察到,这种树胶通过阻断细胞上的ACE2受体或直接与刺突蛋白结合,在很大程度上阻止了病毒或病毒颗粒进入细胞。

最后,研究小组将COVID-19患者的唾液样本暴露在ACE2口香糖中,发现病毒RNA水平急剧下降,几乎无法检测到。

研究小组目前正在争取在新冠病毒感染者身上进行临床试验的许可,以评估该方法是否安全有效。

“亨利的方法是在植物中制造蛋白质,并口服使用它们,价格低廉,”科尔曼说。

尽管研究仍处于开发的早期阶段,如果临床试验证明胶是安全有效的,它可以给患者感染状况不明,甚至牙科检查当面具必须被移除,以减少病毒传递给护理人员的可能性。

丹尼尔说:“我们已经在使用口罩和其他物理屏障来减少传播的机会。这种口香糖可以在战斗中用作额外的工具。”

Molecular Therapy

DOI

10.1016/j.ymthe.2021.11.008


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