Изследователи от Свободния университет Берлин са създали вирусоразрушаващи материали, които отварят нови алтернативни методи срещу SARS-CoV-2.
Учени от Свободния университет Берлин са разработили иновативна 2D-наноплатформа с чиято помощ може да бъде разрушена мембранната обвивка на коронавируса. Новата графенбазирана наноструктура може да бъде използвана в борбата с различните варианти на вируса. Изследователската група успява да разруши вирусните частици чрез комбиниране на нанографен с полисулфатни и алкиламинови групи. „Проучването показва, че комбинацията от двойните функционалности на полисулфатните и алкиламиновите групи върху повърхността на въглеродната наноплатформа представя една ефективна стратегия, която дава възможност за контрол на взаимодействието между материала и вируса и дори за разрушаване на вируса.“, обяснява проф. д-р Райнер Хааг (Rainer Haag) от Свободния университет Берлин. Резултатите от изследването са публикувани в специализираното списание small. Първи автор на публикацията е постдокторантът Евген Донски (Ievgen Donskyi).
Както много други вируси, SARS-CoV-2 има липиден слой, мембранна обвивка, в който са закотвени така наречените спайк протеини. Това са обърнати навън протеинови структури с чиято помощ вирусът може да се свърже с клетката гостоприемник. В изследването учените доказват, че на повърхността между мултифункционалните наноплатформи и коронавирусните частици се получават електростатични и хидрофобни взаимодействия. „Тези взаимодействия играят ключова роля“, казва проф. Хааг.
Първоначално, посредством електростатичните взаимодействия, спайк протеините се свързват с наносистемата. Накрая хидрофобните взаимодействия водят до руптура на мембранната обвивка. „Разрушаването на мембранния слой може да доведе до пълно и необратимо деактивиране на вируса“, казва Райнер Хааг. Посредством тази стратегия за взаимодействие, човешките клетки биха могли да бъдат защитени ефективно от коронавирусна инфекция. Най-силно разкъсване на SARS-CoV-2 е постигнато от материал с 11 въглеродни атома в алкилната верига.
b) Схематично представяне на синтеза на G-PGS-Cx (графенови производни с двойни алкиламини / полиглицерол сулфатни функционалностие). Синтез на производни на G-PGS с i) къси (C6, C9) и ii) дълги алифатни вериги.
Картина: Small 2021, 2007091
„Ние смятаме, че наносистемата ще бъде ефективна също и срещу нови вирусни мутации“, казва Хааг. При новите варианти на SARS-CoV-2 мутациите се срещат най-често в спайк протеина. За учените обаче цел на атаката остава и вирусната мембрана, която остава непроменена при мутациите. „Планираме да покрием повърхността на различни материали с тези субстанции, за да предотвратим захващането на вируса“, продължава проф. Райнер Хааг. Патент за тази функционална стратегия с произведените материали вече е заявен.
„SARS-CoV-2 предизвика една глобална пандемия без аналог от близкото минало, която коства до момента живота на повече от 2 милиона души. Паралелно с разработката и одобрението на множество ваксини се откриват нови и отчасти по-вирулентни вирусни мутации, които потвърждават необходимостта от широкоспектърна субстанция“, казва проф. Хааг. Един от решаващите фактори по отношение на разработката на иновативни антивирусни вектори срещу SARS-CoV-2 е силната интердисциплинарна работа между различни области като химия, вирусология и биофизика. От значение е също и работата между различни институции, например Свободният университет Берлин и Федералният институт за изследване и изпитване на материали.
Проектът е финансиран от Колаборативния изследователски център 765 „Многовалентности“ на Свободния университет в Берлин и предварителния проект за изследване на SARS-CoV-2 от Алианса на Берлинските университети.
Статията е превод на Multifunktionale Nanosysteme zerstören SARS-CoV-2 • Stabsstelle Presse und Kommunikation • Freie Universität Berlin (fu-berlin.de)
Повече по темата (на английски) можете да откриете тук:
Ievgen S. Donskyi, Chuanxiong Nie, Kai Ludwig, Jakob Trimpert, Rameez Ahmed, Elisa Quaas, Katharina Achazi, Jörg Radnik, Mohsen Adeli, Rainer Haag, Klaus Osterrieder, Graphene Sheets with Defined Dual Functionalities for the Strong SARS-CoV-2 Interactions, small, Graphene Sheets with Defined Dual Functionalities for the Strong SARS‐CoV‐2 Interactions – Donskyi – – Small – Wiley Online Library
Neue Wissenschaft 