Немецкие биотехнологи из Мюнхенского Технического университета создали наноразмерные ловушки для вирусов. Специальные структуры, созданные из фрагментов ДНК, способны обволакивать и поглощать вирусы, нейтрализуя их механическим путём. Авторы метода считают, что ловушки будут эффективны для борьбы с любыми вирусами, в том числе с любыми штаммами коронавируса SARS-CoV-2. Статья, описывающая эту разработку, размещена в издании Nature Materials.
Как известно, специальных антивирусных препаратов в настоящее время не существует. Лечение пациентов с вирусными инфекциями обычно сводится к устранению или смягчению симптомов и общей поддержке организма. Немецкие исследователи предложили революционный метод борьбы с вирусами – их механический захват и обезвреживание. Он основан на геометрических принципах построения белковых оболочек, открытых в начале 60-х годов ХХ века Д.Каспаром и А.Клугом. В соответствии с ними исследователи из лаборатории биомолекулярной нанотехнологии создали метод построения пустотелых самосборных объектов из ДНК.
Внутреннюю полость самосборных нанотел выстилают молекулы белков, связывающих вирус. При встрече с такой наноловушкой вирус неизбежно оказывается внутри и не может контактировать с мембранными белками оболочки живых клеток. В результате концентрация вирусов в организме снижается, и собственным иммунным клеткам становится легче с ними справиться.
Для создания наноловушек использовалась технология ДНК-оригами. Основная сложность, по словам разработчиков, состояла в том, что ранее никто не создавал самосборные полые объекты, размер которых позволял бы окружить и обезопасить вирус. До этого учёным приходилось разрабатывать нанотела гораздо меньшего размера, чем вирусы. Задача заключалась в том, как сделать конструкты достаточно большими и стабильными в течение длительного времени.
Для построения ловушек были выбраны трёхмерные пластины треугольной формы, которые после сборки принимают форму икосаэдра – многогранника с двадцатью гранями. Сборку облегчает особая форма пластин ДНК с немного скошенными краями. Самосборка осуществляется благодаря специальным точкам привязки, предусмотренных на краях треугольных ДНК-пластин. В процессе разработки исследователи научились подбирать точки привязки для создания полуоболочек – незамкнутых пустотелых икосаэдров. Отсутствующие пластины образуют в оболочке отверстие, предназначенное для захвата вируса.
Учёные утверждают, что в процессе исследования ими разработана технология, позволяющая создавать пустотелые объекты любых форм и размеров, структура которых включает до 180 субъединиц.
Сконструированные учёными наноловушки уже прошли первые испытания и успешно справились с вирусами гепатита В и аденовирусами, надёжно заблокировав их внутри оболочек. Однако до использования ловушек в лечении людей ещё очень далеко – вначале технологию необходимо тщательно изучить и доработать на лабораторных животных, затем провести серию клинических испытаний.
