Naukowcy z Brigham opracowali spray do nosa o nazwie PCANS, który blokuje szeroką gamę infekcji dróg oddechowych poprzez wychwytywanie i neutralizację patogenów w nosie. W testach laboratoryjnych i na zwierzętach spray skutecznie zapobiegał infekcjom, a jego zastosowanie będzie obiecujące w przyszłości, jeśli zostanie potwierdzone na ludziach.
Naukowcy z Brigham opracowali spray, który może zapewnić szeroką ochronę przed infekcjami dróg oddechowych, w tym przed infekcjami dróg oddechowych COVID 19grypa, wirusy przeziębienia i bakterie wywołujące zapalenie płuc.
Nowe badanie szczegółowo opisuje, w jaki sposób aerozol do nosa opracowany przez badaczy z Brigham and Women’s Hospital, członka-założyciela systemu opieki zdrowotnej Mass General Brigham, może chronić przed wirusowymi i bakteryjnymi infekcjami dróg oddechowych. Na podstawie badań przedklinicznych naukowcy twierdzą, że spray do nosa o szerokim spektrum działania jest trwały, bezpieczny i, jeśli zostanie zatwierdzony na ludziach, może odegrać kluczową rolę w ograniczaniu chorób układu oddechowego i ochronie zdrowia publicznego przed nowymi zagrożeniami. Ich wyniki są publikowane w czasopiśmie Zaawansowane materiały.
„Pandemia Covid-19 pokazała nam, co patogeny układu oddechowego mogą zrobić z ludzkością w bardzo krótkim czasie. To zagrożenie nie zniknęło” – powiedział współautor, dr Jeffrey Karp, wybitny kierownik katedry anestezjologii w Brigham and Women’s Hospital. „Nie tylko mamy do czynienia z grypą sezonową, ale teraz mamy także Covid”.
Jak rozprzestrzeniają się infekcje dróg oddechowych
Grypa i zakażenia Covid-19 są przyczyną tysięcy zgonów i setek tysięcy przypadków ciężkich chorób każdego roku. Łagodniejsze infekcje powodują znaczny dyskomfort, co skutkuje nieobecnością w pracy lub szkole.
Szczepionki przeciwko tym wirusom mogą być korzystne, ale są niedoskonałe. Zaszczepione osoby w dalszym ciągu zarażają się i rozprzestrzeniają infekcję na innych. Maski są również pomocne, ale też nie są idealne – mogą przeciekać, a wiele osób nosi je nieprawidłowo lub w ogóle ich nie nosi.
„Potrzebujemy nowych, dodatkowych sposobów ochrony i ograniczenia przenoszenia choroby” – powiedział Karp.
Większość wirusów dostaje się do naszego organizmu przez nos. Kiedy złapiemy infekcję przenoszoną drogą powietrzną, taką jak grypa lub COVID, wydychamy maleńkie kropelki płynów zawierających patogen. Zdrowi ludzie wokół nas wdychają kropelki zawierające patogeny, które przyczepiają się do ich nosa i infekują komórki wyściełające kanały nosowe. Patogen replikuje się i może zostać uwolniony z powrotem do powietrza, gdy chora osoba, niezależnie od tego, czy jest tego świadoma, czy nie, kicha, kaszle, śmieje się, śpiewa, a nawet po prostu oddycha.
W nowym badaniu szczegółowo opisano wysiłki zespołu badawczego nad stworzeniem aerozolu do nosa chroniącego przed chorobami układu oddechowego przenoszonymi drogą powietrzną. „Spray, nazwany w artykule sprayem do wychwytywania i neutralizowania patogenów (PCANS), został opracowany przy użyciu składników z bazy danych nieaktywnych składników (IID) FDA, które były wcześniej stosowane w zatwierdzonych aerozolach do nosa, lub z bazy danych ogólnie uznawanych za bezpieczne (GRAS). ) listę FDA” – powiedział współautor dr Nitin Joshi, adiunkt anestezjologii w Brigham and Women’s Hospital. „Opracowaliśmy formułę niezawierającą leków, wykorzystującą te związki do blokowania zarazków na trzy sposoby — PCANS tworzy żelową matrycę, która wychwytuje kropelki z dróg oddechowych, unieruchamia zarazki i skutecznie je neutralizuje, zapobiegając infekcji”.
Naukowcy przeprowadzili eksperymenty szczegółowo opisane w badaniu w warunkach laboratoryjnych. Nie badali PCANS bezpośrednio na ludziach. Naukowcy opracowali formułę i zbadali jej zdolność do wychwytywania kropelek oddechowych w wydrukowanej w 3D replice ludzkiego nosa. Wykazali, że po rozpyleniu w replice jamy nosowej PCANS wychwytywał dwa razy więcej kropelek niż sam śluz.
Sukcesy laboratoryjne PCANS
„PCANS tworzy żel, zwiększając jego wytrzymałość mechaniczną stukrotnie, tworząc solidną barierę” – powiedział główny autor dr John Joseph, były stażysta podoktorski w Brigham and Women’s Hospital. „Zablokował i zneutralizował prawie 100% wszystkich testowanych przez nas wirusów i bakterii, w tym wirusa grypy, SARS-CoV-2RSV, adenowirus, zapalenie płuc typu K i nie tylko.”
Eksperymenty na myszach wykazały, że pojedyncza dawka aerozolu do nosa PCANS może skutecznie zapobiec zakażeniu grypą wirus (PR8) w dawce 25-krotności dawki śmiertelnej. Poziom wirusa w płucach zmniejszył się o >99,99%, a komórki zapalne i cytokiny w płucach zwierząt leczonych PCANS były w normie.
„Zdolność preparatu do inaktywacji szerokiego spektrum patogenów, w tym śmiercionośnego wirusa grypy PR8, pokazuje jego wysoką skuteczność” – powiedział współautor, dr Yohannes Tesfaigzi, profesor medycyny w dziedzinie chorób układu oddechowego i zapalnego w AstraZeneca w Brigham and Szpital kobiecy. „W rygorystycznym badaniu na myszach profilaktyczne leczenie PCANS wykazało wyjątkową skuteczność, przy czym leczone myszy wykazały pełną ochronę, podczas gdy grupa nieleczona nie wykazała takiej korzyści”.
Choć do ograniczeń badania należy brak badań PCANS na ludziach, zapewnia ono solidną podstawę dla przyszłych badań mających na celu zbadanie pełnego potencjału PCANS w szerszym kontekście. Naukowcy badają, czy PCANS może również blokować alergeny, otwierając potencjalną nową drogę łagodzenia alergii.
Odniesienie: „W stronę radykalnie prostego, wielomodalnego sprayu do nosa do zapobiegania infekcjom dróg oddechowych” autorstwa: John Joseph, Helna Mary Baby, Joselyn Rojas Quintero, Devin Kenney, Yohannes A Mebratu, Eshant Bhatia, Purna Shah, Kabir Swain, Dongtak Lee, Shahdeep Kaur , Xiang-Ling Li, John Mwangi, Olivia Snapper, Remya Nair, Eli Agus, Sruthi Ranganathan, Julian Kage, Jingjing Gao, James N Luo, Anthony Yu, Dongsung Park, Florian Douam, Yohannes Tesfaigzi, Jeffrey M. Karp i Nitin Joshi, 24 września 2024 r., Zaawansowane materiały.
DOI: 10.1002/adma.202406348
Badanie to zostało wsparte środkami finansowymi z Gillian Reny Stepping Strong Center for Trauma Innovation w Brigham and Women’s Hospital oraz Oddziału Anestezjologii, Okresu Okołooperacyjnego i Medycyny Bólu w Brigham and Women’s Hospital.
