Междисциплинарная исследовательская группа Мюнхенского технического университета разработала систему поглощения и нейтрализации вируса с помощью нанокапсул, созданных из генетического материала методом ДНК-оригами. Эта стратегия уже была протестирована против вирусов гепатита и адено-ассоциированных вирусов в клеточных культурах. Возможно, она окажется успешной и против коронавирусов.
Исследователи объяснили, что против опасных бактерий существуют антибиотики, однако против острых вирусных инфекций антидотов довольно мало. Некоторые инфекции можно предотвратить с помощью вакцинации, но разработка новых вакцин — долгий и трудоемкий процесс.
Теперь междисциплинарная исследовательская группа из Мюнхенского технического университета, Центра имени Гельмгольца в Мюнхене и Университета Брандейса (США) предлагает новую стратегию лечения острых вирусных инфекций. Команда разработала наноструктуры из ДНК, вещества, составляющего генетический материал, которые могут захватывать вирусы и делать их безвредными.
Летом 2019 года команда задалась вопросом, можно ли использовать полые тела в качестве своеобразной ловушки для вирусов. Если они будут выстланы изнутри молекулами, связывающими вирусы, то они смогут прочно связывать вирусы и таким образом выводить их из обращения. Однако для этого полые тела должны иметь достаточно большие отверстия, через которые вирусы могут попасть внутрь оболочки. У ученых получилось это сделать.
Отталкиваясь от базовой геометрической формы икосаэдра — объекта, состоящего из 20 треугольных поверхностей, — команда решила построить полые тела для ловушки вирусов из трехмерных треугольных пластин.
By varying the binding points on the edges of the triangles, the team's scientists can not only create closed hollow spheres, but also spheres with openings or half-shells. These can then be used as virus traps.
Lined on the inside with virus-binding molecules, nano shells made of DNA material bind viruses tightly and thus render them harmless.
В коллаборации с командой Профессора Ульрике Протзера, главой института Вирусологии ТУМ и директора института Вирусологии Helmholtz Zentrum München, команда протестировала оригами ловушки на адено-ассоциированных вирусах и ядрах вируса гепатита Б.
"Даже полуоболочка нужного размера демонстрирует измеримое сокращение в вирусной активности", говорит Хендрик Диетз. "Если мы расположим пять связывающих участков внутри, например подходящие антитела, мы уже заблокируем вирус на 80 %, если мы включим больше [связывающих участков], мы добьёмся полной блокировки "
Чтобы предотвратить разрушение частиц ДНК в человеческих жидкостях, команда излучила уже построенные "сборочные блоки" ультрафиолеотовым светом aи обработала внешние участки полиэтиленгликолем и олиголизином. Таким образом, ДНК-частицы были стабильны в сыворотке крови мышей 24 часа.
Исходные материалы для вирусных ловушек могут быть массово произведены биотехнологическим способом по небольшой цене. «Помимо предполагаемого применения в качестве ловушки для вирусов, наша программируемая система создает и другие возможности, — отметили исследователи. — Ее также можно использовать в качестве носителя мультивалентного антигена для вакцинации, носителя ДНК или РНК для генной терапии или в качестве транспортного средства для лекарств».
Источники :
