С помощью ДНК-оригами химики из Мюнхенского технического университета создали капсулы, в которых можно запереть и нейтрализовать вирус. Эффективность подхода им удалось показать на вирусе гепатита B и аденоассоциированном вирусе.
Как пишут ученые в Nature Materials, один из перспективных универсальных способов борьбы с вирусными заболеваниями — запирать и нейтрализовать вирусные частицы в капсулах из биополимеров. Чтобы такой подход работал, капсула, во-первых, должна быть достаточно большой (нужный вирус должен в ней помещаться), а во-вторых, на ее внутренней поверхности должны быть химические группы, которые связываются с функциональными группами самого вируса (и для прочного закрепления лучше, чтобы их было несколько). Чаще всего такие капсулы делают похожими на белковые вирусные капсиды. Однако макромолекулярные клетки из белка обычно не превосходят по размеру ста нанометров, поэтому для больших вирусных частиц их использовать нельзя и в качестве универсального средства нейтрализации вирусов они не подходят.
Американские и немецкие химики под руководством Хедрика Дитца (Hendrik Dietz) из Мюнхенского технического университета предложили вместо белковых капсул использовать для связывания вирусов оболочки, сделанные из молекул ДНК. Благодаря технологии ДНК-оригами из нуклеиновых кислот можно собирать довольно большие структуры, и с высокой точностью менять их геометрию и расположение функциональных групп.
Капсулы для вирусов авторы работы предложили собирать из треугольных элементов. В качестве прототипа такой оболочки ученые использовали икосаэдрические вирусные капсиды. Капсиды составлены из капсомеров — одинаковых белковых элементов, которые складываются в пятиугольные и шестиугольные структуры, а те в свою очередь — в многогранник с икосаэдрической симметрией. В зависимости от размера молекулы ДНК, из которой состоит вирус, отличаться будет и количество капсомеров в капсиде.
Возможность связывания вирусов в этих капсулах ученые проверили на частицах вируса гепатита B и аденоассоциированного вируса. Для запирания вируса внутри такой капсулы к нужным участкам ее внутренней поверхности прикрепляли антитела, специфичные к нужному вирусу. В результате вирус связывался с несколькими элементами капсулы, в результате чего клетка фактически захлопывалась вокруг него. Благодаря этому удалось ингибировать взаимодействие вируса гепатита B с поверхностью in vitro и нейтрализовать аденоассоциированный вирус в клетках человека.
По словам ученых, современные биотехнологии вполне позволяют производить такие капсулы быстро и в больших количествах.
