Forskare från Skoltech Center for Energy Science and Technology och Institute of Problems of Chemical Physics of RAS i samarbete med forskare från fyra andra ryska och utländska forskningscentra har upptäckt en ny reaktion som hjälper till att erhålla vattenlösliga fullerenderivat som effektivt bekämpar influensavirus , humant immunbristvirus (HIV), herpes simplex virus (HSV), och cytomegalovirus (CMV).

Virus har påverkat sociala framsteg under årtusenden, orsakar ofta stora epidemier som utplånar hela städer. Virus attackerar allt levande på jorden från högre ryggradsdjur till enkla, encelliga livsformer, bakterier och även andra virus. För närvarande, över 90 % av mänskliga infektionssjukdomar orsakas av virus.

HIV som orsakar AIDS är ett av de farligaste virusen. Enligt WHO, antalet HIV-infekterade patienter i Ryssland har redan överstigit 1 miljon (cirka 1 % av befolkningen) och fortsätter att stiga, gör en hiv-epidemi till ett olycksbådande hot mot nationen.

Global cirkulation av säsongsbetonade influensavirus som dödar 500, 000 människor över hela världen varje år är ännu en kritisk folkhälsofråga. Nya varianter av influensavirus medför ofta höga dödligheter (upp till 60 % för fågelinfluensa H5N1 och H5N8) och är mycket resistenta mot befintliga läkemedel.

Moderna antivirala läkemedel förlänger livslängden och förbättrar livskvaliteten, samtidigt som de har en hel del stora brister, såsom toxicitet, begränsad biotillgänglighet och utveckling av läkemedelsresistens. De cirkulerande uppsättningarna av influensastammar förändras snabbt, minska effektiviteten hos de vanligen administrerade influensavaccinerna. Allt detta gör sökandet efter nya klasser av antivirala läkemedel till en hett-knappsfråga.

En unik form av kol, C60 fulleren är formad som en fotboll med kolatomer placerade vid hörn av dess fem- och sexhörningar. Även om fullerenmolekyler har unika biologiska egenskaper, fullerener och deras klassiska derivat är olösliga i vatten och biologiska medier, gör deras tillämpning inom medicin extremt svår.

Två år sedan, en forskargrupp ledd av Skoltech Professor, Pavel Troshin, föreslagit flera effektiva tillvägagångssätt för syntes av vattenlösliga fullerenderivat. I deras senaste studie, forskarna upptäckte en unik ny reaktion som hjälpte till att få fram en rad tidigare otillgängliga vattenlösliga fullerenderivat med hög antiviral aktivitet. Mekanismen för denna ovanliga omvandling av fullerener föreslogs baserat på de kvantkemiska beräkningarna.

"Vår senaste studie fokuserar på syntesen av mycket effektiva hämmare av farliga virusinfektioner, som hiv, olika varianter av influensa, HSV och CMV, använda fullerenderivat som en multifunktionell plattform. Vi upptäckte en unik inverterad Arbuzov-reaktion som gör det möjligt att finjustera de antivirala egenskaperna hos nya föreningar och etablera grundläggande korrelationer mellan en förenings struktur och antiviral aktivitet, " förklarar den första författaren till tidningen och Skoltech doktorand, Olga Kraevaya.

Resultaten av denna studie öppnar stora möjligheter för att utveckla effektiva antivirala läkemedel som kan undertrycka virusresistenta linjer, som kommer att hjälpa till att bekämpa för närvarande obehandlade infektioner.