納米粒子可以破壞大部分病毒結構

每年全世界有數百萬人受到病毒感染，但目前可用的抗病毒藥物有限，主要是針對一種或一小部分相關病毒。有一些廣譜藥物能阻止病毒進入健康細胞，但通常需要持續服用才能預防感染，通過病毒變異產生的耐藥性是一個嚴重的風險。

現在，包括UIC化學教授Petr Kral在內的一些國際研究人員設計出了新的抗病毒納米粒子，這些納米粒子可以結合一系列病毒，包括單純皰疹病毒，人類乳頭狀瘤病毒，呼吸道合胞病毒以及登革熱和慢病毒。與其他廣譜的抗病毒藥物不同，它們只是防止病毒感染細胞，新的納米粒子可以破壞病毒。

「 自然材料 」雜誌報道了該團隊的發現。

新型納米顆粒模擬細胞表面蛋白，稱為硫酸肝素蛋白多糖（HSPG）。包括HIV在內的大部分病毒首先與細胞表面的HSPG結合，進入並感染健康細胞。模擬HSPG的現有藥物與病毒結合併阻止其與細胞結合，但是這種結合的強度相對較弱。這些藥物也不能破壞病毒，當藥物濃度降低時病毒可以重新激活。

Kral和他的同事，包括El Paso德克薩斯大學化學助理教授Lela Vukovic和論文的作者，試圖設計一種基於HSPG的新型抗病毒納米顆粒，但是它會與病毒更緊密地結合粒子並同時摧毀它們。

為了定製抗病毒納米顆粒，Kral和Vukovic的研究小組與瑞士，義大利，法國和捷克的實驗人員，病毒專家和生物化學家攜手合作。

「我們知道納米顆粒應該結合的HSPG結合病毒結構域的一般組成和納米顆粒的結構，但是我們不明白為什麼不同的納米顆粒在結合強度和防止病毒進入細胞方面表現如此不同， 「Kral說。

通過精心設計的模擬，Kral及其同事幫助解決了這些問題，並指導實驗人員調整納米顆粒設計，使其更好地工作。

研究人員使用先進的計算建模技術來生成各種靶病毒和納米顆粒的精確結構，直到每個原子的位置。深入了解病毒和納米顆粒內各個原子團之間的相互作用，使得研究人員能夠估計兩個實體之間可能形成的潛在債券的強度和持久性，並幫助他們預測債券如何隨著時間的推移而發生變化摧毀病毒。

該團隊的抗病毒納米顆粒的最終「草案」可能不可逆地結合到一系列病毒，並對病毒造成致命變形，但對健康組織或細胞沒有影響。用納米顆粒進行的體外實驗顯示，它們不可逆地結合單純皰疹病毒，人乳頭瘤病毒，合胞病毒，登革熱病毒和慢病毒。

Kral說：「我們能夠向設計團隊提供所需的數據，以便他們能夠開發出我們希望能夠用來挽救生命的非常有效和安全的廣譜抗病毒原型。