Tasarlanan Nanopartiküller Birçok Çeşit Virüse Hasar Veriyor
Fotoğraf : Bir nanopartikülü gösteren moleküler dinamik modeli, insan papillomasının dışını saran yapıdır.
Viral enfeksiyonlar dünya genelinde her yıl milyonlarca insanı öldürüyor fakat şuanda kullanılan antiviratik ilaçlar çoğunlukla bir ya da bir avuç virüs karşısında davranmaları nedeniyle sınırlıdır. Sağlıklı hücrelere viral girişi engelleyen birkaç geniş spektrumlu ilaç var ancak genellikle enfeksiyonu önlemek için sürekli alınmaları gerekir ve viral mutasyon yoluyla direnç ciddi bir risktir.
Şuan, UIC Kimya Profesörü Petr Kral’ı içeren bir uluslararası araştırma grubu herpes simpleks virüsü, insan papillomavirüsü, solunum sinsityal virüsü, Dang humması ve Lentivirüsler dahil bir dizi virüse bağlanan yeni anti-viral nanopartiküller tasarladı. Virüslerin hücrelere bulaşmasını engelleyen geniş spektrumlu antivirallerden farklı olarak, yeni nanopartiküller virüsleri yok eder.
Ekibin bulguları Nature Materials dergisinde rapor edildi.
Yeni nanoparçacıklar, heparin sülfat proteoglikan (HSPG) adı verilen bir hücre yüzeyi proteinini taklit ediyor. HIV de dahil olmak üzere virüslerin önemli bir kısmı, hücre yüzeyine HSPG’lere bağlanarak sağlıklı hücrelere girer ve bulaştırır. HSPG’yi taklit eden mevcut ilaçlar virüse bağlar ve hücrelere bağlanmasını önler, ancak bağın gücü göreceli olarak zayıftır. Bu ilaçlar ayrıca virüsleri yok edemezler ve virüsler, ilaç konsantrasyonu düştüğünde yeniden aktif hale gelebilir.
Kral ve meslektaşları, El Paso’daki Texas Üniversitesi’nden kimya profesörü olan ve gazetedeki bir yazar olan Lela Vukoviç de dahil olmak üzere, HSPG’ye dayalı yeni bir anti-viral nanopartikül tasarlamaya çalıştı ancak viral partiküllere daha sıkı şekilde bağlanacak bir nanopartikül tasarladılar parçalayabilir ve aynı anda onları yok edebilir.
Kral ve Vukoviç’in anti-viral nanopartiküllerini özel olarak tasarlamak için İsviçre, İtalya, Fransa ve Çek Cumhuriyeti’nden deney uzmanları, virüs uzmanları ve biyokimyacılar ile el ele çalıştı.
“Nanoparçacıkların bağlanması gereken HSPG bağlayıcı viral alanların genel kompozisyonunu ve nanopartiküllerin yapılarını biliyorduk fakat farklı nanopartiküllerin neden bağlanma gücü açısından ve hücrelere viral girişi engellemek açısından çok farklı davrandıklarını anlamadık, “dedi Kral.
Kral ve arkadaşları ayrıntılı simülasyonlar sayesinde bu sorunların çözümünde yardımcı oldular ve deneyistleri nanoparçacık tasarımını daha iyi çalıştırabilmeleri için yönlendirdiler.
Araştırmacılar, çeşitli atomlara hedeflenen virüslerin ve nanoparçacıkların her bir atomun konumuna doğru hassas yapıları üretmek için ileri hesaplamalı modelleme tekniklerini kullandı. Virüslerdeki ve nanopartiküllerdeki atom grupları arasındaki etkileşimlerin derin bir anlayışı, araştırmacıların iki varlık arasında oluşabilecek potansiyel bağların gücünü ve kalıcılığını tahmin etmelerine ve zamanla bağın nasıl değişebileceğini tahmin etmelerine yardımcı olmalarına izin verdi ve virüsü yok edildi.
Ekibin anti-viral nanoparçacıktaki son “taslak”, bir dizi virüse geri döndürülemez biçimde bağlanabildi ve virüslere ölümcül deformasyonlar verdi, ancak sağlıklı dokular veya hücreler üzerinde herhangi bir etkisi yoktu. Nanopartiküllerle yapılan in vitro deneyler, herpes simpleks virüsü, insan papillomavirüsü, sinsitiyal virüs, Dang virüsü ve Lentivirüs’e geri döndürülemez biçimde bağlandığını gösterdi.
Kral “Hayat kurtarmak için kullanılabilecek çok etkili ve güvenli bir geniş spektrumlu anti-viral olacağını umduğumuz bir prototip geliştirmelerini sağlamak için tasarım ekibine gerekli verileri sağlayabildik” dedi.
Kaynak : sciencedaily.com
