Ett internationellt tvärvetenskapligt team av virologer och biokemister med forskare vid Freie Universität har utvecklat billiga och "cellvänliga" nanogeler som effektivt kan förhindra virusinfektioner. De flexibla nanogeler efterliknar cellytreceptorer där flera virala familjer binder. Patogener håller sig till nanogelmolekylerna, så sannolikheten för en infektion av celler minskar betydligt. Forskarna i projektet är baserade vid Potsdam Institute of Biochemistry and Biology och Indian Association for the Cultivation of Science samt Institute of Chemistry and Biochemistry och Center for Infection Medicine, båda vid Freie Universität. Det tvärvetenskapliga samarbetet finansierades genom Collaborative Research Center 765 på Freie Universität och German Research Foundation (DFG). Forskningsresultaten publicerades online på ACS Nano .

Medicinsk forskning står inför otaliga utmaningar på grund av det stora antalet virus som finns. De flesta läkemedel som finns tillgängliga idag är effektiva mot endast ett enda virus eller några liknande eftersom de bara blockerar specifika virala proteiner för att störa den virala replikationscykeln i de infekterade cellerna. Förutom möjliga biverkningar av dessa ämnen, framväxten av resistenta virusstammar utgör en allvarlig medicinsk fara.

Många virus delar vissa likheter trots deras olika art och morfologi. Ofta, de interagerar multivalent med specifika receptorer och co-receptorer på cellytor, som de använder för initial kontakt och diffusion in i cellens inre. Nedbrytningen av den komplexa mekanismen för cell-virusinteraktion är således ett viktigt forskningsområde för att utveckla effektiva bredspektrum antivirala medel.

Heparansulfat (HS) proteoglykaner bildar ingångsportar för en mängd olika virus i cellmembranet. Än så länge, olika typer av nanopartiklar har utformats för att blockera virusinträde via HS -molekylerna. De är främst baserade på styva material som guld- och silverpartiklar. Lite forskning har gjorts om mjukare och mer flexibla ämnen som ett alternativ.

Det tysk-indiska forskargruppen har nu lyckats utveckla nanogeler med olika grader av flexibilitet som efterliknar cellulära HS-proteiner. Den aktiva föreningen baserad på dendritiskt polyglycerolsulfat kan effektivt och permanent binda och skydda virus, därmed förhindra infektioner. Dessa nanogeler erbjuder fördelen att de flexibelt kan anpassa sig till virusytan. Detta ökar deras multivalenta interaktioner med viruspartiklarna och minskar sannolikheten för att patogenerna kommer att kunna lossna igen. Forskarna syntetiserade två sulfaterade nanogeler som arbetar mot herpes och arterivirus hos människor och andra djur. De genererade nanogelerna kan uppnå en hämmande effekt på upp till 90 procent. Ämnena förblir aktiva relativt länge och ger också skydd mot viruspartiklar som släpps ut från redan infekterade celler. Nanogeler kan framställas till mycket låg kostnad jämfört med produktionen av konventionella antivirala läkemedel. Således, de kan alltmer också användas för att behandla djur. Dessutom, de polymera gelerna är ofarliga och "cellvänliga"-till skillnad från styva, oflexibla material - och kan brytas ned i mindre fragment och utsöndras av njurarna.