¿Cómo pueden ayudar los nanomateriales en la lucha contra el COVID-19?


Los investigadores han revisado diferentes tipos de nanomateriales y cómo se pueden usar para la detección, prevención y tratamiento de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19).

Se han probado o están en desarrollo una variedad de estrategias diferentes para combatir la pandemia de COVID-19. También se han probado varios tipos de nanomateriales para su tratamiento y diagnóstico. Muchas vacunas actualmente desplegadas también utilizan nanomateriales en su composición. En un artículo de revisión reciente, publicado en Ciudades y sociedad sostenibles, los autores revisaron los diferentes tipos de nanomateriales y sus usos para combatir la pandemia.

Muchos materiales se han convertido en nanómetros. Incluyen materiales de carbono, metales, materiales inorgánicos y poliméricos. Los nanomateriales de carbono incluyen grafeno, óxido de grafeno, nanotubos de carbono y fullerenos. Estos materiales tienen buenas propiedades de detección y antimicrobianas, que pueden usarse para aplicaciones de COVID-19.

Estudio: Papel de diferentes tipos de nanomateriales frente al diagnóstico, prevención y terapia de COVID-19.  Haber de imagen: Love Employee / Shutterstock

Nanomateriales de carbono

Se han utilizado transistores de efecto de campo basados ​​en grafeno para analizar cargas virales de COVID-19 en muestras. Los estudios han demostrado una detección muy sensible y rápida del síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2), el patógeno causante de COVID-19, sin ningún tratamiento previo de la muestra. El óxido de grafeno también se ha utilizado como agente antivírico. El grafeno y el óxido de grafeno se han utilizado en mascarillas faciales para inactivar virus y permitir la reutilización de la mascarilla.

Otro nanomaterial de carbono útil son los nanotubos de carbono. Tienen varias propiedades útiles como una gran superficie, buena biocompatibilidad y fácil funcionalización química. Se han probado en detección de virus, inactivación de virus, uso en máscaras faciales, incluido su uso en dispositivos de microfluidos que utilizan matrices de nanotubos de carbono para la detección de virus. Sin embargo, estos materiales pueden interactuar con el ADN de los animales, por lo que su uso en vivo sigue siendo cuestionable.

Nanopartículas de metal y a base de metal

Se han utilizado muchos tipos de nanopartículas metálicas y de base metálica para combatir virus. Las nanopartículas de oro son uno de los materiales más estudiados. Los estudios han demostrado que un compuesto de nanopartículas de oro y ácido siálico puede prevenir la unión del virus a las células huésped. Se han utilizado varios sensores que utilizan nanopartículas de oro para identificar células enfermas y para la amplificación del ADN, y estas técnicas también podrían utilizarse para detectar el SARS-CoV-2.

Se sabe que el cobre inactiva los virus. Varios estudios han informado de la actividad antimicrobiana de las nanopartículas de cobre, que podrían usarse para fabricar equipos de protección personal, por ejemplo. También se ha descubierto que el SARS-CoV-2 se desactiva en superficies de cobre más rápido que en otras superficies.

Otro metal conocido por su actividad antimicrobiana es la plata. Se ha informado que las nanopartículas de plata inhiben varios virus como la viruela del simio, el VIH-1, el VHS y otros. El Zn es otro metal que se ha informado que ayuda en COVID-19, con estudios que sugieren que la cloroquina podría actuar como un ionóforo de zinc. Se cree que aumentar la concentración de Zn en las células ayuda a combatir mejor el COVID-19.

Se han utilizado nanopartículas de óxido de hierro para curar la anemia y in vitro Los estudios han demostrado que también tienen propiedades antivirales. El análisis computacional ha demostrado que las nanopartículas de hierro pueden unirse al SARS-CoV-2 proteína de pico. Además, las propiedades magnéticas de estas nanopartículas se han utilizado en biosensores para la detección de virus y otros patógenos. Otros óxidos metálicos que pueden ayudar a combatir el COVID-19 son el dióxido de titanio, que podría ayudar con la descontaminación fotocatalítica de las superficies infectadas por virus.

Los carburos y nitruros metálicos bidimensionales (MXenes) son otra clase de materiales emergentes que se utilizan para inactivar virus en máscaras faciales, al igual que los materiales de estructura organometálica (MOF).

Puntos cuánticos

Los puntos cuánticos son generalmente nanopartículas semiconductoras de menos de aproximadamente 10 nm de tamaño, que tienen una longitud de onda óptica sintonizable. Por lo tanto, se utilizan como sondas y sensores fluorescentes. Se ha demostrado que los puntos cuánticos de carbono tienen propiedades antivirales. Además, pueden usarse potencialmente para inactivar virus debido a su interacción con la proteína de pico o inhibiendo la replicación viral.

Nanopartículas a base de polímeros

Se pueden utilizar nanomateriales a base de polímeros tanto sintéticos como naturales para combatir las infecciones microbianas. Las nanopartículas de polímero sintético como el ácido poli (láctico-co-glicólico) son vehículos de administración bien conocidos para administrar fármacos u otros materiales en el cuerpo.

Los polímeros naturales a base de celulosa se utilizan en muchos filtros y en máscaras faciales para filtrar las partículas de virus. Los materiales de nanocelulosa también se han utilizado en sensores y pantallas para mejorar su sensibilidad. Las nanopartículas de quitosano son otros materiales naturales basados ​​en polímeros ampliamente utilizados como portadores de fármacos y vehículos de administración.

Las nanopartículas lipídicas son otra clase de materiales hechos de diferentes materiales lipídicos y se han estudiado como plataformas de administración de vacunas basadas en ARNm, incluido el COVID-19.

Aunque se están utilizando varios tipos de nanomateriales o tienen el potencial de utilizarse para combatir el COVID-19, es necesario estudiar más a fondo su toxicidad y uso sostenible. Al mismo tiempo, los ensayos clínicos han demostrado que el uso de nanopartículas lipídicas en la tecnología de las vacunas, como la nueva plataforma de ARNm, es seguro y muy prometedor en términos de eficacia. La recopilación de más información de estos ensayos podría allanar el camino para su uso en tecnologías de nanomedicina más complejas.

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