Virussen maken deel uit van de menselijke ervaring gedurende ons hele leven. Ze veroorzaken veel verschillende ziekten, met de huidige pandemie van het coronavirus als slechts één voorbeeld. Hoewel een vaccin effectieve bescherming biedt tegen virale infecties, vaccins zijn alleen beschikbaar voor een select aantal virussen. Daarom moeten er antivirale middelen worden gevonden die een virale infectie kunnen voorkomen of behandelen.

Een succesvolle strategie omvat speciale moleculen om virale eiwitten te blokkeren die anders het virus zouden helpen zich aan de gastheercel te hechten. Zodra een virus zich aan het celoppervlak heeft gehecht, het kan de cel infecteren met zijn genoom en de cel herprogrammeren voor zijn eigen gebruik. Echter, veel antivirale middelen verliezen na verloop van tijd hun effect, omdat virussen zeer snel muteren en zich dus vaak aanpassen aan de gebruikte medicatie/antivirale middelen.

Het onderzoeksteam onder leiding van HHU Prof. Dr. Laura Hartmann van het Institute of Macromolecular Chemistry en in Münster gevestigde Prof. Dr. Mario Schelhaas van het Institute of Cellular Virology werkt samen met Prof. Dr. Nicole Snyder van het Davidson College in North Carolina, De VS hebben de aanpak gebruikt om het eerste contact tussen het virus en de cel te onderdrukken om infectie bij het begin te stoppen.

Virussen gebruiken vaak speciale eiwitten om zich te binden aan suikermoleculen op het celoppervlak. Onder andere, deze suikers omvatten glycosaminoglycanen met lange ketens (GAG's), die sterk negatief geladen zijn. Een van deze GAG's is heparansulfaat. Onderzoekers wisten al dat GAG's virusinfecties kunnen verminderen als ze extern worden toegevoegd. Echter, natuurlijke polysachariden kunnen bijwerkingen hebben die worden toegeschreven aan hun eigen biologische functie in het organisme of aan onzuiverheden.

Het onderzoeksteam maakt nu gebruik van de voordelen van de GAG's, maar deactiveert hun nadelen. Het idee is om kunstmatig en gecontroleerd geproduceerde moleculen te gebruiken. zogenaamde 'glycomimetica', die bij HHU worden ontwikkeld. Ze bestaan ​​uit een lange synthetische steiger met zijketens waaraan kleine suikermoleculen zijn bevestigd. in Dusseldorf, zowel kortere ketens met maximaal tien laterale suikers (bekend als 'oligomeren') als lange ketens met maximaal 80 suikers (genaamd 'glycopolymeren') zijn gemaakt. Om de sterk geladen toestand van natuurlijke GAG's te simuleren, de chemici koppelden sulfaatgroepen aan de suikers.

Prof. Schelhaas testte vervolgens met celculturen de antivirale eigenschappen van deze 'candy canes' van verschillende lengte in het Universitair Ziekenhuis Münster. aanvankelijk, zijn team gebruikte ze tegen menselijke papillomavirussen, die ziekten zoals baarmoederhalskanker kunnen veroorzaken. Ze ontdekten dat zowel de korte en lange keten synthetische moleculen, een antivirale werking hebben, maar hun manier van werken is anders. Zoals verwacht, hoe effectiever, moleculen met een lange keten verhinderden dat het virus zich aan cellen hechtte. In tegenstelling tot, de moleculen met een korte keten vertoonden antivirale activiteit na hechting aan de cel, wat aanleiding geeft tot de veronderstelling dat deze moleculen langer actief zijn in het organisme.

Dit is wat prof. Schelhaas te zeggen heeft:"Het is zeer waarschijnlijk dat de moleculen met een lange keten de bindingsplaatsen van het virus aan de cel bezetten en dus die plaatsen blokkeren. De moleculen met een korte keten blokkeren deze plaatsen blijkbaar niet. de volgende stap is om onze hypothese te testen dat deze moleculen de herverdeling van eiwitten in het virusdeeltje voorkomen, zodat de virussen de cel niet kunnen infecteren."

De werkzaamheid werd ook bevestigd voor de papillomavirussen in een diermodel. De verbindingen waren ook actief tegen vier andere virussen, waaronder herpesvirussen, die koortsblaasjes en encefalitis kunnen veroorzaken, en griepvirussen, die de griep veroorzaken. Prof. Hartmann legt uit:"Glycomimetica zijn dus veelbelovende samengestelde moleculen die mogelijk kunnen worden gebruikt in de strijd tegen een groot aantal verschillende virussen. Vervolgens moet worden onderzocht hoe de glycomimetica precies werken en hoe ze verder kunnen worden geoptimaliseerd."

Prof. Schelhaas voegt toe:"Verder onderzoek zal zich richten op hoe snel virussen zich kunnen aanpassen aan deze nieuwe klasse van verbindingen. Met name met de korteketenmoleculen, we hebben goede hoop dat virussen het moeilijker zullen hebben om een ​​tegenaanval te lanceren."