Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Materials (Sigl et al., Programmable icosahedral shell system for virus trapping).
На сегодняшний день для большинства опасных вирусов нет эффективных антивирусных препаратов. Исследователи из Технического университета Мюнхена, Центра имени Гельмгольца в Мюнхене и Университета Брендайса в США предложили новую стратегию лечения острых вирусных инфекций. Авторы разработали наноструктуры, состоящие из ДНК, которые могут механическим путем улавливать и обезвреживать вирусы.
В 1962 году биолог Дональд Каспар и биофизик Аарон Клуг открыли геометрические принципы, согласно которым строятся белковые оболочки вирусов. Основываясь на этих характеристиках, ученые из Технического университета Мюнхена (TUM) под руководством профессора биомолекулярной нанотехнологии физического факультета Хендрика Дитца (Hendrik Dietz) разработали метод создания из ДНК самосборных объектов размером с вирус.
Исследователи предположили, что если такие нанотела сделать полыми и покрыть изнутри связывающими вирус молекулами, то их можно использовать в качестве вирусных ловушек. Но проблема заключалась в том, что ученые на тот момент не могли создать полые тела такого размера, что бы в их отверстие проходил вирус.
«Ни один из объектов, которые мы создали с использованием технологии ДНК-оригами в то время, не смог бы охватить целый вирус – они были просто слишком малы. Создание стабильных полых тел такого размера было огромной проблемой», – приводятся в пресс-релизе Технического университета Мюнхена слова руководителя исследования профессора Хендрика Дитца.
Авторы решили построить полые тела для вирусных ловушек из трехмерных треугольных пластин, собранных в форме икосаэдра – объекта, состоящего из двадцати треугольных поверхностей. Чтобы пластинки ДНК собирались в более крупные геометрические структуры, края их делали слегка скошенными, а определенное расположение точек привязки на краях пластин гарантировало самосборку.
Изменяя точки привязки на краях треугольников, ученые смогли создать не только замкнутые полые сферы, но и сферы с отверстиями или полуоболочки, которые особенно удобно использовать в качестве ловушек для вирусов.
«Используя точную форму треугольных пластин теперь мы можем программировать форму и размер желаемых объектов и производить объекты, содержащие до 180 субъединиц. Однако путь к этому был довольно трудным, с множеством этапов», – рассказывает Хендрик Дитц.
Новый метод уже протестировали в Институте вирусологии TUM и Центре имени Гельмгольца в Мюнхене против гепатита В и аденовирусов. Результаты показали, что вирусы в культурах клеток надежно блокируются.
«Даже простая полуоболочка подходящего размера показывает заметное снижение активности вируса, – отмечает ученый. – Если же мы поместим внутри пять сайтов связывания вируса, например, подходящих антител, мы уже можем заблокировать вирус на 80 процентов. Если включим больше сайтов, добьемся полного блокирования».
На следующих этапах исследования авторы планируют проверить свою разработку сначала на мышах, а затем и на людях.
Портал «Вечная молодость» vechnayamolodost.ru
