跳动城乡网疫苗仍然是预防危险病原体的黄金标准，但需要大量时间和大量资源来开发。SARS-CoV-2等快速变异的病会削弱其有效性，甚至使其变得过时。
为了弥补这些差距，由新泽西理工学院VivekKumar领导的多所大学团队正在开发一种水凝胶疗法，作为抵御病和其他生物威胁的第一道防线。构成这种凝胶的肽可防止病(例如导致COVID-19的SARS-CoV-2)附着和进入细胞。它们通过与入侵病原体上的特定受体结合，同时聚集成多层“分子掩模”来抑制其作用来实现这一点。
在研究过程中，研究小组发现，仅分子口罩就可以预防感染。他们说，这项新技术的潜在优势是它能够对抗多种病原体和疾病突变。
“在疫情爆发的最初阶段保护人们非常重要，”生物医学工程副教授库马尔说。“我们的新机制还可以帮助前线的急救人员、遇到新型病原体的事人员、偏远、资源贫乏地区的人们以及无法接种疫苗的人们。”
近期目标是生产一种对空气传播感染的鼻喷雾剂。
在《自然通讯》杂志上的一项研究中，研究小组描述了面罩如何与其目标非特异性结合。它由计算设计的肽(形成蛋白质的氨基酸串)组成，可自组装成纳米级纤维水凝胶。相比之下，疫苗产生的抗体对特定受体，因为在大流行期间开发的mRNA疫苗可以与SARS-CoV-2刺突上的特定蛋白质结合。
该团队的发现源于大流行初期对防止病入侵细胞的新方法的研究。最初的设计涉及对SARS-CoV-2刺突的肽，着眼于高度特异性的域。然而，他们还设计的非特异性肽凝胶在病顶部形成了多层纤维。
该小组假设，纤维中的负电荷与病表面带不同电荷的蛋白质相互作用，掩盖它们，从而阻止它们与天然细胞相互作用。
对于非特异性蛋白质掩模，库马尔指出，“它形成了比单个分子更大的结构和更好的结合。虽然它不具有高特异性，但它可以自组装并在目标上停留更长时间，形成纤维表面上的贴纸就像分子尼龙搭扣一样。”
他补充说，“我们的目标是开发一种与病结合的外用制剂。就SARS-CoV-2而言，我们会将其喷入鼻子，这是主要的感染部位，甚至可能起到预防作用。”
该团队首先通过计算机模拟测试了纤维对多种病的抵抗力，计算机模拟采用了强大的NVIDIA显卡(此类显卡通常用于竞技游戏)。博士约瑟夫·多德奥(JosephDodd-o)表示，他们后来使用注射剂和鼻喷雾剂对小鼠和大鼠进行了成功的安全测试。库马尔实验室的学生，他与同为博士的阿布舍克·罗伊(AbhishekRoy)一起进行了该疗法的大部分研究。学生。该疗法在体外抑制SARS-CoV-2的α和omicron变体，持续一天，并且在体内测试中不会伤害动物。
Kumar开发了用于多种治疗应用的水凝胶。他的输送机制是可定制的，由类似乐高的肽链组成，一端附有生物活性剂，可以在体内存活数周甚至数月，而其他生物材料在体内会迅速降解。它的自组装键被设计为比身体的分散力更强;它形成稳定的纤维，没有诱发炎症的迹象。
水凝胶被设计为根据所附着的有效负载触发不同的生物反应。库马尔的实验室发表了一系列应用研究，包括促进或防止新血管网络形成、减少炎症和对抗微生物的疗法。
库马尔说：“在这种情况下，我们使用与病原体相互作用的电荷来破坏它。”
“我们仍在尝试确定纤维如何相互作用：这是一种机械作用模式吗?耐药病原体在生化调节剂周围发生突变，但它们在机械矛周围发生突变的可能性较小吗?通过了解这种基本相互作用，我们希望弄清楚如何使用它来对抗不同的疾病。”
在新的研究中，该实验室正在测试对耐药细菌和真菌的疗法。
团队成员带来了不同的专业知识：诺伊大学芝加哥分校的计算设计;佐治亚理工学院和贝勒医学院的生物分析能力;罗格斯大学病学研究;以及NJIT的平台、分析和测定经验。
