波士顿大学NEIDL的科学家可以“看到敌人”,在COVID-19澳门威尼斯人注册网站研究上取得进展

波士顿大学NEIDL的科学家们已经发现了如何使感染新型冠状病毒的细胞在蓝光下发出绿光,从而很容易看到导致COVID-19疾病的SARS-CoV-2病毒的下落。图片由戴维实验室提供
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“每个人都放弃了其他一切”来澳门威尼斯人注册网站研究新型冠状病毒
首先要做的是:为了消灭敌人,你必须能够看到敌人。但是,你如何“看待”像SARS-CoV-2这样看似看不见的入侵者呢? SARS-CoV-2是一种新型冠状病毒,在全球造成了100多万例COVID-19感染。波士顿大学国家新兴传染病实验室(NEIDL)的科学家们发现了一种使用发光抗体点亮SARS-CoV-2病毒的方法,从而可以在病毒感染实验室细胞培养物时检测到病毒。
NEIDL微生物学家Robert Davey说:“我们现在可以看到敌人——就像在黑暗的房间里打开灯一样。”这是他的团队从2020年3月19日开始的SARS-CoV-2澳门威尼斯人注册网站研究向前迈出的第一步。他们和neidl的其他团队——包括一个澳门威尼斯人注册网站研究SARS-CoV-2及其在动物体内引发的免疫反应的小组——是新英格兰地区唯一澳门威尼斯人注册网站研究这种新型冠状病毒活体副本的科学家。
戴维的团队专门澳门威尼斯人注册网站研究成千上万种药物——由不同化学混合物组成的小分子——与实验室培养的感染了传染病的细胞进行对比,使他们能够迅速检测出哪种药物在阻止或减少感染方面最有效。现在他们已经有效地了解了SARS-CoV-2病毒在其感染的细胞内的位置,澳门威尼斯人注册网站研究小组准备筛选超过2万种药物化合物,以测试它们在阻止或减少COVID-19感染方面的功效。
自从他们的澳门威尼斯人注册网站研究消息引起全国关注以来,该团队希望测试的化合物数量在两周内增加了一倍多。戴维说:“似乎我们有几乎无限多的化合物需要测试。”“我收到了大量来自生物技术和制药公司的电子邮件和电话。”
让戴维的团队看到SARS-CoV-2的抗体,与人类免疫系统在应对COVID-19感染时产生的抗体由相同的部分和蛋白质组成。就像你自己的抗体一样,它们被设计成瞄准SARS-CoV-2,并与病毒表面上一个由蛋白质组成的完美锁孔联锁。在人体中,抗体附着在病毒上,标志着它们被杀手免疫细胞处理,杀手免疫细胞在我们的身体中巡逻,摧毁抗体识别出的任何外来物质。
戴维的团队将抗体用于另一个目的。
戴维说:“你使用一种抗体来检测病毒的存在,然后在它的上面连接另一种在蓝光下发出荧光的抗体。”“最终会有一小堆抗体附着在SARS-CoV-2上,塔上的最后一个抗体会照亮病毒的位置。”
但为了制造出完美的抗体连锁堆栈,戴维的团队必须测试许多抗体。戴维说:“我们有非常特殊的要求——我们需要这些抗体紧密地粘在一起,(通过荧光)给我们一个良好的信号。”“它们就像尼龙搭扣或锁上钥匙一样;你希望钥匙能很好地插进锁里。”
戴维说,当钥匙能很好地锁住锁时,他们就能加快药物测试过程,这需要对病毒和受感染细胞进行物理搅动。随着戴维的团队被派去筛选大量的新化合物,快速工作的能力将使一切变得不同。为了做好准备,他打电话给实验室设备供应商BioTek Instruments订购了另一台细胞成像仪。相反,该公司毫不犹豫地捐赠了一台。“他们说,‘好吧,我们送一个。“他们甚至没有要钱,”戴维说。“这需要全村人齐心协力——我们都在同一个队伍里。”
通常,戴维的团队在生物安全4级(BSL-4)实验室中处理世界上一些最致命的疾病,如埃博拉或马尔堡热,该实验室具有最高的生物安全控制水平,用于对人类构成特别高风险的传染性病原体。BSL-4比处理SARS-CoV-2的活副本所需的BSL-3高出整整一步。

但是,从事BSL-3工作的澳门威尼斯人注册网站研究人员必须穿戴的个人防护装备,正是医院临床医生目前极度缺乏的装备。因此,在NEIDL(美国为数不多的同时拥有BSL-3和BSL-4实验室的澳门威尼斯人注册网站研究机构之一),Davey和他的团队成员将穿着完整的密闭生物防护服来处理SARS-CoV-2病毒,每套防护服都有自己的氧气供应,将病毒带到BSL-4的防护水平。
在戴维实验室的几个气锁室之外,另一个NEIDL团队也正准备在BSL-4上开始他们自己对新型冠状病毒的澳门威尼斯人注册网站研究。“我们有意识地决定在BSL-4进行澳门威尼斯人注册网站研究,这样我们就能保存一线临床工作者和医生需要的个人防护设备,”团队中的微生物学家安娜·洪科(Anna Honko)说。
他们将与NEIDL的微生物学家安东尼·格里菲斯(Anthony Griffiths)和其他队友一起澳门威尼斯人注册网站研究SARS-CoV-2病毒,并在该疾病的动物模型中密切观察它,这将使团队最终了解病毒如何在宿主之间传播,感染它们,有时甚至杀死它们。(不仅人类容易感染SARS-CoV-2;布朗克斯动物园于4月5日宣布,至少有一只大型猫科动物,一只老虎,在表现出一些轻微症状后,新型冠状病毒检测呈阳性。)
“我们将检查免疫反应的变化,看看免疫系统是如何发出感染信号并做出反应的,”Honko说。“(澳门威尼斯人注册SARS-CoV-2)在(免疫反应中)产生独特的特征或指纹吗?为什么这种病毒不同于SARS或普通感冒?我们需要更好地了解[COVID-19]疾病,以开发新的治疗方法。”
他们将观察细胞因子的活动,细胞释放的微小蛋白质提醒身体更大的免疫网络外来入侵者的存在。这有助于启动一个过程,最终导致产生针对SARS-CoV-2等病毒的抗体,身体必须产生抗体才能抵抗感染。Honko说:“如果我们知道SARS-CoV-2如何以特定方式触发免疫激活,那么这就可以告诉我们候选疫苗在特定人群中的有效性。”
她补充说,该团队的一个主要兴趣是了解SARS-CoV-2如何如此好地适应通过无症状传播传播,将感染从看似健康的人转移到周围的其他人身上。尽管全球有超过100万人的COVID-19正式检测呈阳性,但专家担心更多的人携带SARS-CoV-2病毒而没有表现出任何症状,这使得控制病毒的传播变得更加困难。
Honko说:“很遗憾,我们对开始这项工作充满热情,但我们很幸运能够在这个位置上提供帮助。
Honko住在波士顿南端NEIDL的步行距离内,她说她和NEIDL的其他澳门威尼斯人注册网站研究人员主要是远程工作和在线会议,除了他们需要在实验室里进澳门威尼斯人注册行动手澳门威尼斯人注册网站研究的时候。尽管NEIDL靠近正在治疗COVID-19患者的波士顿医疗中心,但Honko说,附近的街道出奇地安静。在NEIDL内部,所有的澳门威尼斯人注册网站研究现在都集中在新型冠状病毒上。
她说:“每个人都放下了他们正在做的一切帮助别人的事情。”
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