Norovirus är den vanligaste orsaken till gastroenterit i världen; det orsakar tiotals hundratusentals dödsfall varje år och är särskilt riskabelt för barn under 3 år. Om någon får norovirus i en miljö som ett sjukhus, det är ytterst viktigt att hitta ett sätt att skydda andra från att bli smittade. Ny forskning från flera universitet i Tyskland, ska publiceras i Journal of Biological Chemistry , tyder på att det kan vara lättare än väntat att hitta en förening som kan användas som kosttillskott för att stoppa spridningen av norovirus på barnsjukhus.

Norovirus orsakar sjukdom efter att ha kommit in i celler i tarmen genom att binda till en sockermolekyl som kallas fukos, som finns på cellytor som en del av strukturen som bestämmer mänskliga ABO-blodtyper. Fukos finns också i bröstmjölk och andra livsmedel. Norovirus kan inte se skillnad på fukos som är en del av celler i tarmen och de som helt enkelt passerar igenom; av denna anledning, att lägga till ett fukosbaserat tillskott till kosten som ett lockbete kan vara ett sätt att fånga viruset och hindra det från att infektera celler.

För att utveckla denna strategi, dock, forskare behövde förstå vilka egenskaper hos fukos- och virusmolekyler som påverkade hur väl de fäste vid varandra. I celler, mat, och mjölk, fukos finns sällan som en enda molekyl; snarare, det är en del av kedjor eller nätverk av sockerarter och proteiner. Franz-Georg Hanisch, en forskare vid universitetet i Köln, ledde ett projekt för att reda ut dessa molekylära element och förstå vilken typ av fukosbaserad produkt som bäst skulle distrahera norovirus. Han började med att screena de många typerna av fukos-innehållande humanmjölk-oligosackarider (HMO).

Till Hanischs förvåning, styrkan av bindningen mellan norovirusproteinet och HMO berodde inte mycket på den specifika strukturen hos HMO, eller vilka typer av fukosmolekyler den innehöll. Snarare, det som spelade roll var bara hur många fukoser den innehöll. Varje enskild fukos fastnade svagt vid virusproteinet, men ju fler fukoser det fanns i föreningen, desto bättre häftade föreningen och virusproteinet ihop.

"Bindningen av viruset är inte på något sätt beroende av ytterligare strukturella element (av HMOs), Hanisch sa. "Det är bara den terminala fukosen som känns igen, och ju mer fukos vid högre densiteter presenteras, desto bättre är bindningen."

Hanisch vände sig sedan till industristandarden för var man kan få mycket fucose snabbt. Brunalger - samma familj av tång som inkluderar kelp - producerar en förening som kallas fucoidan, som är ett komplext nätverk av många fukoser. (Fucoidan har självständigt utforskats som en behandling för HIV, CMV, och HSV av orelaterade biokemiska skäl.)

"Det finns procedurer för att isolera grejerna i ganska höga skördar och i hög renhet, " sa Hanisch.

Organisationen av fukosen i fucoidans ser inte ut som alla fukosinnehållande molekyler som finns i människokroppen, men fucoidan var ändå hårt bundet till virusproteinet i teamets experiment. Det här är goda nyheter, eftersom det betyder att fucoidan kan vara en säker och billig livsmedelstillsats för att blockera virus från att infektera celler. Det tyder också på att himlen är gränsen för forskare att designa en ännu bättre fukosinnehållande förening.

Hanisch och hans medarbetare går därför nu vidare till experiment med levande virus och levande organismer. Förhoppningen är att så småningom ha ett fukosbaserat kosttillskott som skulle kunna ges till en grupp människor, som inlagda barn, vid det första tecknet på ett norovirusutbrott, för att förhindra att de cirkulerande virusen kommer in i deras celler och orsakar sjukdomar.

"Jag hoppas att vi om cirka tre år kommer att ha en produkt som kan användas i norovirusförsvar och för att gå in i kliniska studier, " sa Hanisch.