Silbernanopartikel und HIV

Durch Dr. Catherine Shaffer, Ph.D.Überprüft durch Dr. Liji Thomas, MD

Nanoparticles gewinnen zunehmende Bedeutung in den biologischen Wissenschaften als Sensoren, Aufkleber für Zellen und Moleküle und in den Therapeutika. Silbernanopartikel sind aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften von besonderem Interesse.

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Silbernanopartikel sind ideale Kandidaten für die molekulare Markierung, da Phänomene wie oberflächenverstärkte Raman-Streuung ausgenutzt werden können. Silber ist auch für eine Reihe von Organismen stark toxisch, und Silbernanopartikel werden häufig als antimikrobielles Material verwendet.

Nanopartikel haben eine große Oberfläche, die mit Bakterien und Viren in Kontakt kommen kann, und wirken daher effizienter als größere Partikel. Die antimikrobielle Wirksamkeit von Nanopartikeln hängt auch von der Größe und Form des Partikels ab. Dies liegt zum Teil daran, dass die Form des Nanopartikels bestimmt, wie viel Silber es enthält. Im Allgemeinen haben Stäbe eine höhere Menge an Silber als Kugeln, und Kugeln enthalten mehr Silber als Pyramiden.

Je kleiner die Größe des Nanopartikels ist, desto mehr Interaktion und Hemmung kann im Allgemeinen stattfinden. Kleinere Nanopartikel dringen in die Wirtszelle ein und blockieren dann Faktoren innerhalb der Zelle oder virale Vektoren. Sie können auch an das virale Genom gebunden werden, wodurch die Aktivität der viralen Polymerase verhindert wird.

HIV

Es wird geschätzt, dass 5-78% der mit HIV-1 behandelten Patienten gegen eine antiretrovirale Therapie resistent sind. Diese Lücke in der Wirksamkeit, die durch das Auftreten von Resistenzen entsteht, schafft einen Bedarf an neuen Anti-HIV-Mitteln, um verschiedene Stadien des viralen Lebenszyklus abzudecken. Silbernanopartikel haben antivirale Aktivität gegen HIV-1.

HIV ist ein Lentivirus und gehört zur Familie der Retroviridae. Es verursacht das erworbene Immunschwächesyndrom (AIDS). Es gibt zwei Formen von HIV, HIV-1 und HIV-2. Der äußere Teil von HIV-1 ist eine Lipidmembran mit vorspringenden Glykoproteinknöpfen, die von den Hüllproteinen gp120 und gp41 gebildet werden. Die Hauptfunktion von gp120 ist die Bindung an das CD4-Rezeptorprotein auf Wirtszellen.

In einer Studie zeigten Silbernanopartikel eine antivirale Aktivität gegen HIV-1, die sich aus ihrer Wechselwirkung mit dem Hüllglykoprotein gp120 ergab und die CD4-abhängige Virionbindung, -fusion und -infektiosität verhinderte.

Die Nanopartikel waren auch in der Lage, HIV-1 zellfreie und zellassoziierte Infektionen zu blockieren. Diese Art der Interaktion ermöglichte es den Silbernanopartikeln, HIV-1 zu hemmen, unabhängig davon, wie das Virus an die Zelle oder ihr Resistenzprofil gebunden ist.

Verkappungsmittel

Die Eigenschaften von Nanopartikeln variieren in Abhängigkeit von ihrem Verkappungsmittel. Verkappungsmittel sind Materialien, die auf der Oberfläche eines Nanopartikels eine Schicht bilden, um es zu stabilisieren.

Als Schaumkohlenstoff, Poly (N-Vinyl-2-pyrrolidon) und Rinderserumalbumin als Deckmittel für Silbernanopartikel getestet wurden, schien der Schaumkohlenstoff die größte hemmende Wirkung auf die Virusreplikation zu haben. Dieses Präparat hatte jedoch auch eine größere Zelltoxizität. Die antiviralen Eigenschaften von Silbernanopartikeln können durch Zugabe eines Arzneimittels oder eines therapeutischen Moleküls verbessert werden.

Alternative Verwendungen von Silbernanopartikeln

Eine interessante alternative Anwendung der antiviralen Eigenschaften von Silbernanopartikeln gegen HIV ist ihre Verwendung in prophylaktischen Geräten und nicht als Therapeutikum bei bereits infizierten Patienten. Forscher der Universität von Manitoba getränkt Kondome in einer Lösung von Silber-Nanopartikeln und fanden heraus, dass sie alle HIV und Herpes-Viren in den Proben getötet.

Weiterführende Literatur

• Alle Nanopartikel
• Nanopartikel – Was sind Nanopartikel?
• Einheitlichkeit der Nanopartikel
• Eigenschaften von Nanopartikeln
• Synthese von Nanopartikeln

Geschrieben von

Dr. Catherine Shaffer

Catherine Shaffer ist eine freiberufliche Wissenschafts- und Gesundheitsautorin aus Michigan. Sie hat für eine Vielzahl von Fach- und Verbraucherpublikationen zu Life Sciences-Themen geschrieben, insbesondere im Bereich der Wirkstoffentdeckung und -entwicklung. Sie promovierte in biologischer Chemie und begann ihre Karriere als Laborforscherin, bevor sie zum wissenschaftlichen Schreiben überging. Sie schreibt und veröffentlicht auch Belletristik und genießt in ihrer Freizeit Yoga, Radfahren und die Pflege ihrer Haustiere.

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