Нано-приманка заманивает вирус гриппа А на верную гибель
Чтобы заразить жертву, вирус гриппа А направляется в лёгкие, где прикрепляется к сиаловой кислоте на поверхности клеток. Исследователи создали идеальную приманку: сферическая наночастица, покрытая сиаловой кислотой, заманивает вирус гриппа А к его гибели. При распылении в лёгких наночастица захватывает вирус и удерживает его до тех пор, пока тот не самоуничтожится.
В исследовании на мышах с ослабленным иммунитетом лечение снизило смертность от гриппа А с 100% до 25% за 14 дней. Этот новый подход, радикально отличающийся от существующих вакцин и препаратов на основе ингибиторов нейраминидазы, может быть применён к множеству вирусов, использующих схожий механизм заражения, таких как вирусы Зика, ВИЧ и малярии. Результаты опубликованы в онлайн-версии журнала Nature Nanotechnology.
«Вместо того чтобы блокировать вирус, мы сымитировали его мишень — это совершенно новый подход», — сказал Роберт Линхардт, эксперт по гликопротеинам и профессор Политехнического института Ренсселера. «Он эффективен против гриппа, и у нас есть основания полагать, что будет работать со многими другими вирусами».
Проект — результат сотрудничества исследователей из Центра биотехнологий и междисциплинарных исследований (CBIS) Ренсселера и нескольких институтов Южной Кореи. Ведущий автор Сок-Джун Квон координировал проект.
Вирус гриппа А связывается с клеткой с помощью белка гемагглютинина, а открепляется — с помощью фермента нейраминидазы. Существующие лекарства уязвимы к постоянной эволюции вируса. Новое решение нацелено на неизменный аспект инфекции: все разновидности гемагглютинина вируса гриппа А должны связываться с человеческой сиаловой кислотой.
Для создания ловушки команда разработала дендример — сферическую наночастицу с древовидными ответвлениями. На внешних ветвях закрепили лиганды сиаловой кислоты. Исследование показало, что размер дендримера и расстояние между лигандами (оптимально — 3 нм) критически важны для его функции. Это расстояние обеспечивает наиболее сильное связывание с тримерами гемагглютинина (кластерами из трёх молекул на поверхности вируса). После связывания с плотно упакованным дендримером нейраминидаза вируса не может разорвать связь. Для запуска самоуничтожения вируса достаточно всего нескольких таких связей.
Предыдущие попытки с менее структурированными наночастицами оказались менее успешными из-за их токсичности и возможности инактивации нейраминидазой. Новый подход гораздо перспективнее.
«Главное достижение — в создании архитектуры, которая связывается с гемагглютинином настолько прочно, что нейраминидаза не может освободить вирус. Он в ловушке», — сказал Линхардт.