Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис.А. Микрофотография подковообразных наночастиц палладия (Horseshoe’s PNP).
Рис.В. Модель вируса гриппа с наночастицами PNP.
Рис.С. Микрофотография поведения вирусов гонконгского гриппа A (H3N2) при введении «троянского коня» - вируса с PNP: 1 – до введения, 2) 150 секунд после введения (вирус с наночастицами окрашен зелёным). 3) 300 секунд после введения, 4) 450 секунд после введения.

Китайские ученые подковали вирус (осторожно! первоапрельская шутка!)

Ключевые слова:  вирус, гемагглютинин, грипп, наноподкова, палладий, периодика

Опубликовал(а):  Зайцев Дмитрий Дмитриевич

01 апреля 2008

Профилактика гриппа остается серьезной проблемой здравоохранения большинства стран. Ежегодно эпидемии гриппа охватывают 10–20 % населения земного шара, значительно повышая смертность, особенно в группах высокого риска. Целью исследований китайских ученых был синтез наночастиц, которые могли бы за счет высокоселективной адсорбции и блокирования функциональных групп избирательно инактивировать вирус гриппа.

Известно, что вирус гриппа состоит из сердцевины, оболочки и выступающих над ней гликопротеинов - гемагглютинина и нейраминидазы (а также ионного канала М2 – кроме типа B). Нейраминидаза отвечает, во-первых, за способность вирусной частицы проникать в клетку-хозяина, и, во-вторых, за способность вирусных частиц выходить из клетки после размножения. Гемагглютинин обеспечивает способность вируса присоединяться к клетке. В ходе его работы мембраны вируса и клетки смыкаются, и в цитоплазму открывается путь для чужеродного генетического материала. На поверхности вирусной оболочки гемагглютинин присутствует в виде тримеров. Каждая его молекула состоит из двух субъединиц: ГА1, обеспечивающей первичный контакт с клеткой-мишенью, и ГА2, отвечающей за слияние.

Таким образом, избирательно заблокировав один из глюкопротеинов, можно предотвратить репликацию вируса в организме-хозяине. На принципе «блокировки» работают некоторые фармпрепараты (например, римантадин), но они направлены на ионный канал М2 и поэтому узкоспецифичны (применяются только для вирусов типа А). Исследователи решили обратить внимание на гемагглютинин (см. компьютерную модель с пояснениями), имеющийся у всех типов вируса гриппа - заблокировав его можно "ослепить" вирус и недопустить мембранного слияния. Сначала был выполнен компьютерный расчет физических (геометрических, электронных) и химических параметров будущей наночастицы, которые могут обеспечить максимальную стерическую (пространственную) совместимость и способность удерживаться на «лепестках» гемагглютинина. Оптимальные параметры были предсказаны для палладиевых наночастиц (palladiumnanoparticles, PNP) в виде разомкнутого кольца или подковы (nano-horseshoe) размером ~5 nm и диаметром ~1 nm. Именно эти PNP за счет формы и распределения электронной плотности должны планарно фиксироваться на тримере гемагглютинина; причем данная закономерность сохраняется для любого типа гемагглютинина – от H1 до H16.

Следующей стадией был синтез данных наночастиц. Наилучшим способом синтеза одноразмерных наночастиц металлов является восстановление из водорастворимых солей в мицеллярной «матрице» заданной формы. Компьютерный расчет показал, что требуемые мицеллы в системе вода-циклогексан можно получить с использованием нового класса тримини-сурфактантов (синтезированы и названы авторами по аналогии с гемини-сурфактантами, Gemini– близнецы/twins, Trimini– тройняшки/triplets), поверхностно-активных молекул, состоящих из трёх независимых гидрофобных цепочек и трёх гидрофильных головок. Полная структурная формула синтезированных сурфактантов не раскрывается, сообщается только, что каждая молекула в гидрофильной части содержит три фрагмента конденсации аминоадамантана и бигуанидина. Как уже говорилось, именно производные адамантана имеют стерическую тропность к вирусам гриппа. Наночастицы PNP синтезировали из растворимого в воде и нерастворимого в циклогексане катена-поли-(бис-ацето палладия(II)), сонохимическим восстановлением, последующей очисткой от остатков сурфактанта и стерилизацией. Были полученные требуемые PNP (см. рисунок), которые испытали на вирусе птичьего гриппа H5N1.

Группе кур была сделана инъекция 50 мкл/кг суспензии наночастиц в буферном растворе, после чего птицы были помещены в вольеры к больным особям. Из 12 подопытных птиц ни одна не показала признаков заболевания, тогда как в контрольной группе наблюдался 100% заболевание и падёж; действие наночастиц после инъекции продолжалось по крайней мере 3 недели. Таким образом, был изготовлен уникальный нанопротектор (нановакцина) без использования каких-либо антител и вообще биологических (органических) препаратов и стабилизаторов – эффект обеспечивали электронные и стерические свойства самих наночастиц.

Более того, было обнаружено ещё одно уникальное свойство данного нанопрепарата. «Подкованная свинья чувствует себя конём» - подкованный вирус также превращается в «троянского коня» (Trojanhorse). При исследовании in vitro вирусов гонконгского гриппа A (H3N2) показано, что гематогглютинин обработанного вируса сохраняет способность к агглютации – но только по отношению к другим необработанным вирусам (видимо, за счет свободной стороны планарно расположенной наноподковы). На серии фотографий (рис. С 1-4, выполнены с интервалом в 150 секунд) видно, что при помещении в колонию нормальных вирусов (рис.1) вируса с наночастицами (рис.2, окрашен зелёным), начинается процесс агломерации и агглютации, в результате чего колония слипается и полностью инактивируется (рис.3-4). Эксперимент invivo на свиньях, контаминированных тем же вирусом, показал высокую фармакологическую активность препарата. Через 6 часов после введения вируса группа подопытных животных (29 особей) проявляли все признаки тяжелого заболевания. Половине животных (15 особей) была сделана инъекция суспензии наночастиц в физиологическом растворе (50 мкл/кг), уже через 2 часа наступило улучшение самочувствия (в отличие от контроля), а через 8 часов вирусы в крови вообще не регистрировались, крупные агломераты инактивированных вирусов были поглощены и выведены за счёт активности фагоцитарных клеток. При этом PGPбыли совершенно нетоксичны и не вызывали каких-либо побочных эффектов.

Пока данная нановакцина (нанолекарство) является самой дорогостоящей из существующих – однако нет такого изделия, которое китайцы не могли бы сделать общедоступным.

(прошло сообщением "молния" по общекитайским СМИ в ночь на 1 апреля)




Комментарии
Как-то все уж очень красиво, мощно, но в то же время элегантно, чтобы быть правдой. Тем не менее, порадуемся за наших коллег из Китая.
Трусов Л. А., 01 апреля 2008 01:18 
им никак нельзя иначе - они все силы бросили против гриппа. как мы на нанотехнологии. молодцы!
Классный прикол!
Особенно подковы
g e n, 01 апреля 2008 09:10 
А наши ученые сделают подковы с гвоздиками и победят ВСЕ болезни!
Судя по всему, 1 нм - толщина наночастицы (не диаметр). В оригинальной статье ничего не понятно, переводчик хромой. И ещё: интересно, почему увидеть статью можно только через азиатский прокси, мои IP блокируются и лезет реклама? Китайцы переходят в режим секретности?
Может быть потому, что 1 нм это всего 4 атома палладия в толщину , и в каждой шутке есть доля шутки
А-а-а! Надо же так разыграть-то!
Чувствовал же подвох, да забыл, какой сегодня день.
Уважаемый тов.Чеширский, как-то Ваш аргумент звучит неубедительно. Значит, два атома - это уже нанокластер, а изделие толщиной в четыре - неизвестно что?
Кстати, насчёт серьёзности темы новости - эта нановакцина и китайские исследования описаны в солидном деловом журнале, вот тут "Наука и Жизнь" о ней пишет. А здесь - "Известия Науки".
И Московская Медицинская Академия им.И.М.Сеченова.
Гольдт Илья, 01 апреля 2008 21:25 
Дима, супер!
Дорогой, Александр Борисович!
Не могу с Вами спорить про кластеры.
И уж если солидный журнал публикует, то должно быть так, как оно есть.
Достойная тема для нового научного направления, однако: наноподковы и наногвозди, нанорога и нанокопыта. Наномир будет лежать (и ржать) у Ваших ног

P.S. А вот "товарищем", пожалуйста, не обзывайтесь.
Это Шариков - псина беспородная - "товарищ" (искренне надеюсь не Ваш).
Илья, на самом деле моя заслуга здесь не велика...Это все китайцы
осторожно! первоапрельская шутка!
И коснулся Дмитрий Дмитриевич палочкой монитора, и сказал "шалость удалась"...
Теперь насчёт feline influenza придётся выкручиваться
"...насчёт feline influenza..."

Кошечка мила
Просто-таки с ленинской хитрецой в глазах
и стильным пирсингом
Время потрачено не зря (плюс популяризация науки)!
Монитора палочкой коснулся Евгений Алексеевич. Не выдержал...
[a href=" http://kerne....html"]пропиарила
пишите если что было не так
Как раз "солидные журналы" полностью сохранили лицо. Все указали в качестве источника "Нанометр", опубликовали новость либо 1-го апреля, либо (как академия Сеченова) дали строчку про "молнию в ночь на 1-е апреля".
Так что всё нормально и всем понятно - шутка.
А вот "Деловые новости", которые "забыли" откуда сдирали, действительно оказались в дураках - так им за это и надо. Копирайты необходимо уважать.
Трусов Л. А., 07 апреля 2008 11:24 

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Случайность
Случайность

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 2)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-2
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 1)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-1
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2024 году
коллектив авторов
29 – 31 мая пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2023 году
коллектив авторов
30 мая - 01 июня пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.