Virus är en del av den mänskliga upplevelsen under våra liv. De orsakar många olika sjukdomar med den nuvarande coronaviruspandemin som bara ett exempel. Även om ett vaccin ger effektivt skydd mot virusinfektioner, vacciner är endast tillgängliga för ett visst antal virus. Det är därför antivirala läkemedel måste hittas som kan förebygga eller behandla en virusinfektion.

En framgångsrik strategi innefattar speciella molekyler för att blockera virala proteiner som annars skulle hjälpa viruset att fästa vid värdcellen. När ett virus har fastnat på cellytan, den kan infektera cellen med dess genom och omprogrammera cellen för eget bruk. Dock, många antivirala läkemedel tappar sin effekt med tiden, eftersom virus muterar mycket snabbt och därmed ofta anpassar sig till den medicinering/antiviral som används.

Forskargruppen som leds av HHU Prof. Dr. Laura Hartmann från Institute of Macromolecular Chemistry och Münsterbaserade Prof. Dr. Mario Schelhaas från Institute of Cellular Virology arbetar tillsammans med Prof. Dr. Nicole Snyder från Davidson College i North Carolina, USA har använt tillvägagångssättet för att undertrycka den första kontakten mellan viruset och cellen för att stoppa infektionen vid början.

Virus använder ofta speciella proteiner för att binda till sockermolekyler på cellytan. Bland andra, dessa sockerarter inkluderar långkedjiga glykosaminoglykaner (GAG), som är starkt negativt laddade. En av dessa GAG är heparansulfat. Forskare visste redan att GAG kan minska virusinfektioner om de läggs till externt. Dock, naturliga polysackarider kan ha biverkningar som tillskrivs deras egen biologiska funktion i organismen eller föroreningar.

Forskargruppen använder nu GAG:s fördelar men inaktiverar deras nackdelar. Tanken är att använda molekyler som produceras artificiellt och kontrollerat, så kallad 'glykomimetik', som är utvecklade på HHU. De består av en lång syntetisk ställning med sidokedjor med små sockermolekyler fästa. I Düsseldorf, både kortare kedjor med upp till tio laterala sockerarter (kända som 'oligomerer') och långa kedjor med upp till 80 sockerarter (kallade 'glykopolymerer') har skapats. För att simulera det mycket laddade tillståndet hos naturliga GAG:er, kemisterna kopplade sulfatgrupper till sockerarterna.

Professor Schelhaas använde sedan cellkulturer för att testa de antivirala egenskaperna hos dessa "godisburkar" av varierande längd vid Universitetssjukhuset Münster. Initialt, hans team använde dem mot humana papillomvirus, som kan utlösa sjukdomar som livmoderhalscancer. De upptäckte att båda, de korta och långkedjiga syntetiska molekylerna, har en antiviral effekt, men deras handlingssätt är annorlunda. Som förväntat, desto effektivare, långkedjiga molekyler hindrade viruset från att fästa vid celler. I kontrast, de kortkedjiga molekylerna uppvisade antiviral aktivitet efter anslutning till cellen, vilket ger upphov till antagandet att dessa molekyler är aktiva i organismen längre.

Detta är vad professor Schelhaas har att säga:"Det är mycket troligt att de långkedjiga molekylerna upptar virusets bindningsställen till cellen och därmed blockerar dessa platser. Kortkedjiga molekylerna blockerar tydligen inte dessa platser. nästa steg är att testa vår hypotes om att dessa molekyler förhindrar omfördelning av proteiner i viruspartikeln så att virusen inte kan infektera cellen. "

Effektivitet bekräftades också för papillomvirus i en djurmodell. Föreningarna var också aktiva mot fyra andra virus, inklusive herpesvirus, som kan orsaka munsår och encefalit, och influensavirus, som orsakar influensa. Hartmann förklarar:"Glykomimetik är således lovande sammansatta molekyler som potentiellt kan användas i kampen mot ett stort antal olika virus. Nästa sak att göra är att undersöka det exakta sättet på vilket glykomimetiken fungerar och hur de kan vara vidare optimerad. "

Professor Schelhaas tillägger:"Ytterligare forskning kommer att fokusera på hur snabbt virus kan anpassa sig till denna nya klass av föreningar. I synnerhet med kortkedjiga molekyler, Vi är hoppfulla att virus kommer att få det svårare att starta en motattack. "