加州大学圣地亚哥分校的丹尼尔·凯恩 艾滋病毒感染的T细胞的显微图像
信用:NIAID 加州大学圣地亚哥分校的工程师颠覆了标准的病毒药物靶向方法，开发了一种有前途的新“纳米庞”方法来防止艾滋病毒在体内增殖:用T辅助细胞的膜包裹聚合物纳米粒子，并将它们变成诱饵，以拦截病毒粒子，阻止它们粘附和渗透到身体的实际免疫细胞中。
这项由纳米工程教授张领导的纳米材料与纳米医学实验室开发的技术，可以应用于许多不同种类的病毒，为对抗难以对抗的病毒的有希望的新疗法打开了大门
张是加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院纳米工程系的教授
这项艾滋病毒研究首次出现在2018年11月的《高级材料》杂志上，论文标题为“模拟T细胞的纳米粒子可以中和艾滋病毒的传染性
“工作正在进行中
加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院张实验室的化学工程师兼项目副科学家说:“这里的关键创新是，我们站在了艾滋病这个大问题的另一边。”
“传统的药物开发方法要求我们找出如何阻断病毒中的关键蛋白质或信号通路，使其不能攻击人体
问题是这些病毒中有如此多的途径和如此多的冗余，很难找到一个真正关键的途径
学分:加州大学圣地亚哥分校 “我们的方法来自另一面:观察病毒目标，”他继续说道
“纳米粒子被病毒攻击的细胞膜包裹着
因此，它们可以作为细胞的诱饵来拦截病毒的攻击
" 艾滋病毒通常以称为CD4+ T细胞的细胞为目标；在健康人体中，这些细胞也被称为辅助性T细胞，帮助检测外来病原体，并将其作为攻击和清除的目标
艾滋病毒利用CD4受体发现并结合到这些T细胞的表面，然后将它们的遗传物质注射到T细胞中，并利用T细胞机制自我复制。
最终，在制造了足够多的新艾滋病毒后，病毒颗粒从细胞中爆发出来，寻找其他T细胞进行攻击
艾滋病毒如此具有破坏性的部分原因是，攻击和杀死T细胞会严重损害免疫系统，使身体更难抵抗继发性感染
这种病毒变异很快，改变了它的遗传密码，使得传统的抗病毒和药物发现方法很难锁定目标
在2018年的高级材料研究中，研究人员用CD4+ T细胞的分离细胞膜包裹纳米粒子
当加入培养皿中的T细胞并暴露于病毒时，这些被称为TNPs的纳米粒子就像海绵一样，吸收病毒并保护T细胞免受感染
他们发现，艾滋病毒与TNP病毒结合的可能性和与T细胞结合的可能性一样大——但由于这些神经元内没有细胞机制，病毒不能自我注射或复制，因此变得无害
就像CD4+ T细胞一样，纳米粒子通过病毒表面的gp120蛋白与艾滋病毒结合
当肿瘤坏死因子以3毫克/毫升的浓度加入到T细胞混合物中时，研究小组发现，与未经肿瘤坏死因子处理的细胞相比，感染减少了80%以上
他们认为这是有希望的证据，表明这些纳米粒子可以被注入患者的血液中，吸收艾滋病毒感染，降低他们的感染水平，并最终将其清除出系统
“使用肿瘤坏死因子治疗艾滋病毒还有另一个潜在的应用
体内感染了艾滋病病毒但不主动产生新病毒的免疫细胞成为病毒的宿主，”高说
“寻找摧毁这种水库的方法是艾滋病研究人员面临的主要挑战
但是这些储库细胞也可能表达gp120，所以肿瘤坏死因子可以作为载体，精确地向这些细胞输送抗病毒药物并杀死它们
" 这项工作的灵感来自张实验室早期的红细胞研究项目
“我们的工作一直集中在使用纳米颗粒进行药物输送，”高说，“但是纳米颗粒不会在体内循环很长时间
我们有一个想法:为了让身体更难识别纳米粒子是外来的，如果我们把它们伪装成红细胞呢？红细胞自然是长时间循环的，所以如果我们能用纳米粒子模拟它们，我们应该会看到类似的循环模式
该团队在红细胞隐形技术方面的工作首次出现在2011年的学术文献中，发表在PNAS的论文《作为仿生递送平台的红细胞膜包覆聚合物纳米粒子》
" 高说，这种方法可能适用于多种病原体
“许多细菌也喜欢攻击红细胞，”他说
“所以也许这些纳米粒子可以作为诱饵来阻挡细菌的毒素
或者，它们可以充当诱饵，对其他毒素(如针对红细胞的神经毒剂)做出反应
" 在将这些肿瘤坏死因子蛋白用于人类患者之前，他们的道路上仍有许多障碍
例如，他们还不能在活体动物模型中测试他们的肿瘤坏死因子
“因为艾滋病毒是一种人类疾病，很难在动物模型中复制它，”高说
“因此，我们正与李博士密切合作
斯蒂芬·斯佩克特，加州大学圣地亚哥分校儿科传染病部门的负责人，在这个问题上，他试图找出体内测试的最佳方法
“我们的研究确实是概念的证明，”高继续说
“疾病的发展在疾病的不同阶段发生变化，病毒在体内的工作方式不同，传染性和活性水平也不同
与非常熟悉艾滋病毒病理学的医生和研究人员合作，根据对该疾病的了解优化治疗方案，以确保纳米粒子是最有效的治疗方法，这一点至关重要
" 尽管如此，这项工作代表着艾滋病治疗新方向的第一步，高认为这个领域充满了可能性
“这项技术非常适用于现有的病原体和新出现的疾病，”他说
“这个平台可以克服耐药性，并且可以很容易地适应使用其他细胞膜或将其他药物或治疗方法装载到纳米粒子核心中
它非常模块化，不需要为每种化合物定制设计，这可能有助于未来的治疗发展
"
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