Синтезирована сложная молекула, способная нейтрализовать широкий спектр вирусов
Создание универсальной вакцины, способной бороться с широким спектром вирусов, остается делом неопределенного будущего. Вирусы чрезвычайно непохожи один на другой, они мутируют и изменяются очень быстро, так что даже препарат, эффективный против одного сезонного штамма вируса гриппа, год спустя будет уже бесполезен. Неожиданный прорыв в этом направлении совершили ученые из сингапурского Института биоинженерии и нанотехнологий (IBN) совместно с разработчиками IBM Almaden Research Center, о чем сообщает публикация в журнале Macromolecules.
Авторы работы решили полностью игнорировать ДНК или РНК вируса, которые мутируют чрезвычайно быстро, и сосредоточиться на атаке его оболочки. Ключевые детали ее также исключительно изменчивы, но химическая природа остается неизменной. Это соединяющие фрагменты белков и сахаров гликопротеины, которые не только защищают геном вируса, но и обеспечивают его проникновение в клетку хозяина. Ученые рассчитали, а затем и синтезировали макромолекулу, состоящую из повторяющихся сложных мономеров.
Небольшой поверхностный заряд позволяет макромолекуле электростатически притягиваться к гликопротеиновой оболочке вируса. Буквально облепляя вирусную частицу и удерживаясь на ней за счет образования водородных связей, такие молекулы не позволяют ей инфицировать клетки. Кроме того, остатки сахара маннозы на поверхности молекулы позволяют ей связываться с теми же рецепторами иммунных клеток, которые атакуют и вирусы, не позволяя им противодействовать иммунному ответу. Если же связанному с такой молекулой вирусу все-таки удастся проникнуть внутрь клетки, то аминогруппы на ее поверхности создадут локальное повышение рН во внутриклеточной среде, затрудняя выход нуклеиновой кислоты из оболочки.
Таким образом, атака на болезнь развивается по нескольким направлениям: и сам вирус, и процессы, связанные с инфицированием и подавлением иммунитета. «Мы вдохновлены возможностями, которые открывает новый подход, – говорит один из ключевых авторов работы Джеймс Хедрик (James Hedrick) в пресс-релизе, распространенном IBN. – Мы с нетерпением ожидаем сотрудничества с другими вузами и организациями, чтобы расширить применимость этого метода».
Тем временем ученые уже провели предварительные лабораторные эксперименты с типичными представителями таких групп вирусов, как Денге, Чикунгунья, Эбола, Марбург, энтеровирус 71, грипп и герпес. Было показано, что применение такого полимера эффективно защищает клетки млекопитающих in vitro от инфицирования, при этом не оказывая воздействие на их собственную жизнедеятельность.
Создание универсальной вакцины, способной бороться с широким спектром вирусов, остается делом неопределенного будущего. Вирусы чрезвычайно непохожи один на другой, они мутируют и изменяются очень быстро, так что даже препарат, эффективный против одного сезонного штамма вируса гриппа, год спустя будет уже бесполезен. Неожиданный прорыв в этом направлении совершили ученые из сингапурского Института биоинженерии и нанотехнологий (IBN) совместно с разработчиками IBM Almaden Research Center, о чем сообщает публикация в журнале Macromolecules.
Авторы работы решили полностью игнорировать ДНК или РНК вируса, которые мутируют чрезвычайно быстро, и сосредоточиться на атаке его оболочки. Ключевые детали ее также исключительно изменчивы, но химическая природа остается неизменной. Это соединяющие фрагменты белков и сахаров гликопротеины, которые не только защищают геном вируса, но и обеспечивают его проникновение в клетку хозяина. Ученые рассчитали, а затем и синтезировали макромолекулу, состоящую из повторяющихся сложных мономеров.
Небольшой поверхностный заряд позволяет макромолекуле электростатически притягиваться к гликопротеиновой оболочке вируса. Буквально облепляя вирусную частицу и удерживаясь на ней за счет образования водородных связей, такие молекулы не позволяют ей инфицировать клетки. Кроме того, остатки сахара маннозы на поверхности молекулы позволяют ей связываться с теми же рецепторами иммунных клеток, которые атакуют и вирусы, не позволяя им противодействовать иммунному ответу. Если же связанному с такой молекулой вирусу все-таки удастся проникнуть внутрь клетки, то аминогруппы на ее поверхности создадут локальное повышение рН во внутриклеточной среде, затрудняя выход нуклеиновой кислоты из оболочки.
Таким образом, атака на болезнь развивается по нескольким направлениям: и сам вирус, и процессы, связанные с инфицированием и подавлением иммунитета. «Мы вдохновлены возможностями, которые открывает новый подход, – говорит один из ключевых авторов работы Джеймс Хедрик (James Hedrick) в пресс-релизе, распространенном IBN. – Мы с нетерпением ожидаем сотрудничества с другими вузами и организациями, чтобы расширить применимость этого метода».
Тем временем ученые уже провели предварительные лабораторные эксперименты с типичными представителями таких групп вирусов, как Денге, Чикунгунья, Эбола, Марбург, энтеровирус 71, грипп и герпес. Было показано, что применение такого полимера эффективно защищает клетки млекопитающих in vitro от инфицирования, при этом не оказывая воздействие на их собственную жизнедеятельность.
