Пандемия COVID-19 бесконтрольно распространяется из-за отсутствия эффективных противовирусных мер. Было изучено, что наночастицы серебра (AgNP) обладают противовирусными свойствами и, как предполагается, ингибируют SARS-CoV-2. В связи с необходимостью создания эффективного агента против SARS-CoV-2 мы оценили противовирусный эффект AgNP. Мы оценили множество AgNP различных размеров и концентраций и обнаружили, что частицы диаметром около 10 нм были эффективны в ингибировании внеклеточного SARS-CoV-2 в концентрациях от 1 до 10 ppm, в то время как цитотоксический эффект наблюдался при концентрациях 20 ppm и выше. Анализ проникновения псевдовируса на основе люциферазы показал, что AgNP сильно ингибируют стадию проникновения вируса за счет нарушения целостности вируса.
Ключевые слова: наночастицы серебра, cеребро для лечения COVID, коллоидное серебро, SARS-CoV-2, COVID-19.
Элементарный металл, серебро (Ag), обладает антимикробным действием широкого спектра против различных бактерий, грибков и вирусов. Благодаря своей универсальности наночастицы Ag (AgNP) в настоящее время нашли свое применение в качестве микробицидов для биологических поверхностей в различных формах, таких как перевязочные материалы для ран, медицинские устройства, дезодорирующие спреи и ткани. Несколько исследований продемонстрировали мощное противовирусное действие AgNP против различных патогенных вирусов человека, таких как респираторно-синцитиальный вирус (RSV), вирус гриппа, норовирус, вирус гепатита B (HBV) и вирус иммунодефицита человека (HIV). В дополнение к этим вирусам, поскольку было продемонстрировано, что Ag убивает SARS-CoV, мы предположили сильную возможность AgNPs ингибировать SARS-CoV-2. На сегодняшний день нет исследований, прямо демонстрирующих влияние AgNP на SARS-CoV-2. Мы протестировали коллоидное серебро (cAg), простые элементарные наночастицы Ag разного диаметра (AgNP n ) и поливинилпирролидон, покрытые наночастицами серебра 10 нм (PVP-AgNP 10 ), против SARS-CoV-2, чтобы найти наиболее эффективный размер и концентрацию Ag, которые могут подавляют SARS-CoV-2. Мы предлагаем использовать AgNP на неодушевленных и небиологических поверхностях для эффективного контроля над продолжающейся пандемией COVID-19, одновременно проявляя осторожность, чтобы не злоупотреблять ею.
Ag давно известен своим антимикробным действием, и противовирусные свойства AgNP широко исследуются. Точный механизм, с помощью которого AgNPs оказывает убивающее действие на вирусы, все еще неясен. Однако постоянно наблюдалось, что AgNP взаимодействуют со структурными белками на поверхности внеклеточных вирусов, подавляя инфекцию на ранней стадии, либо предотвращая прикрепление или проникновение вирусов, либо повреждая поверхностные белки, чтобы повлиять на структурную целостность вирионов. В текущем исследовании мы получили аналогичные результаты в отношении VPrA, где AgNP эффективно ингибируют внеклеточный SARS-CoV-2 для защиты клеток-мишеней от инфекции, а анализ проникновения псевдовирусов показал, что AgNP препятствуют проникновению вирусов.
Было показано, что AgNP преимущественно связываются с вирусными поверхностными белками, богатыми сульфгидрильными группами, и расщепляют дисульфидные связи, дестабилизируя белок, тем самым влияя на инфекционность вируса. Исследования ВИЧ показали, что AgNP связываются с дисульфидными связями, которые находятся в непосредственной близости от связывающего домена CD4 поверхностного белка gp120. Принимая во внимание механизм действия AgNP, показанный другими авторами, можно предположить, что AgNP оказывают свое противовирусное действие на SARS-CoV-2, разрывая дисульфидные связи на спайковом белке и рецепторах ACE2.
Было также заявлено, что AgNP обладают внутриклеточным противовирусным действием, взаимодействуя с вирусными нуклеиновыми кислотами. Мы наблюдали частичный противовирусный эффект в CPrA, поскольку наблюдалось некоторое снижение вирусной нагрузки в клетках, предварительно обработанных PVP-AgNP 10 . Хотя причина этого эффекта в настоящее время неизвестна, возможно, он объясняется либо разрушением дисульфидных мостиков на рецепторе ACE2, либо истинным внутриклеточным механизмом (например, подавлением серийной вирусной инфекции вновь продуцируемого вируса из инфицированных клеток. в незараженные клетки). Кроме того, поскольку Ag неспецифично связывается с белками, их использование в качестве противовирусных средств также может вызывать некоторую клеточную дисфункцию.
Несколько исследований подтвердили, что противовирусный эффект AgNP, зависящий от размера, с частицами диаметром около 10 нм, является наиболее эффективным. Это приписывают более высокой стабильности взаимодействия с вирусным белком, достигаемой частицами размером 10 нм, что не способно к более крупным частицам. В соответствии с этим мы также наблюдали активность против -SARS-CoV-2 только с AgNP диаметром от 2 до 15 нм. Наше иммунофлуоресцентное исследование подтвердило вышеуказанный феномен, поскольку мы наблюдали, что PVP-AgNP 10 полностью ингибировал SARS-CoV-2, а AgNP 100 – нет.
Противовирусный эффект AgNP также зависит от концентрации. В большинстве исследований наблюдалась противовирусная эффективность AgNP в концентрациях от 10 до 100 ppm. Однако было показано, что 0,5 ppm cAg эффективны в подавлении вируса гриппа, и это наименьшая концентрация, которая, как сообщалось, демонстрирует противовирусную активность. В текущем исследовании мы наблюдали, как «голые» AgNP ингибируют SARS-CoV-2 в концентрациях от 1 до 10 ppm и становятся цитотоксичными для клеток млекопитающих от 20 ppm и выше.
Различные формы Ag для приема внутрь и для ингаляции продаются как лекарство от COVID-19, которые можно купить без рецепта. Перед личным использованием следует учитывать цитотоксический потенциал этих составов. Кроме того, Ag является микробицидом очень широкого спектра действия. Незаконное использование Ag может вызвать дисбаланс в комменсальной микробиоте, что приведет к непредвиденным последствиям.
•AgNP можно использовать на различных неодушевленных поверхностях для борьбы с продолжающейся пандемией COVID-19.
•Было обнаружено, что маски с покрытием из серебра эффективны в подавлении SARS-CoV-2 и потенциально могут быть эффективны при нанесении на воздушные фильтры кондиционеров и медицинских устройств.
•Было доказано, что ткани из поликоттона, содержащие AgNP, ингибируют SARS-CoV-2. Дезинфицирующие средства на основе серебра также используются для дезинфекции рук и неодушевленных поверхностей соответственно. Однако влияние AgNP на влияние на микробную жизнь при высвобождении в окружающую среду неизвестно. Для продуктов, содержащих Ag, следует разработать надлежащий протокол утилизации, чтобы избежать нежелательного дисбаланса в микробной структуре окружающей среды при утилизации после использования.
Оставить ответ