Een internationaal interdisciplinair team van virologen en biochemici, waaronder wetenschappers van de Freie Universität, heeft goedkope en "celvriendelijke" nanogels ontwikkeld die virale infecties efficiënt kunnen voorkomen. De flexibele nanogels bootsen celoppervlakreceptoren na waar verschillende virale families zich binden. Ziekteverwekkers hechten zich aan de nanogelmoleculen, dus de kans op een infectie van cellen neemt aanzienlijk af. De onderzoekers in het project zijn gevestigd in het Potsdam Institute of Biochemistry and Biology en de Indian Association for the Cultivation of Science, evenals het Institute of Chemistry and Biochemistry en het Center for Infection Medicine, beide aan de Freie Universität. De interdisciplinaire samenwerking werd gefinancierd door het Collaborative Research Center 765 van de Freie Universität en de Duitse Onderzoeksstichting (DFG). De onderzoeksresultaten zijn online gepubliceerd op ACS Nano .

Medisch onderzoek staat voor talloze uitdagingen vanwege het enorme aantal virussen dat er bestaat. De meeste medicijnen die tegenwoordig beschikbaar zijn, zijn effectief tegen slechts een enkel virus of een paar vergelijkbare virussen, omdat ze alleen specifieke virale eiwitten blokkeren om de virale replicatiecyclus in de geïnfecteerde cellen te verstoren. Naast mogelijke bijwerkingen van deze stoffen, de opkomst van resistente virusstammen vormt een ernstig medisch gevaar.

Veel virussen hebben enkele overeenkomsten ondanks hun verscheidenheid aan soorten en morfologie. Vaak, ze interageren multivalent met specifieke receptoren en co-receptoren op celoppervlakken, die ze gebruiken voor het eerste contact en de diffusie in het binnenste van de cellen. De afbraak van het complexe mechanisme van cel-virusinteractie is dus een belangrijk onderzoeksgebied voor de ontwikkeling van effectieve breedspectrum antivirale middelen.

Heparansulfaat (HS) proteoglycanen vormen toegangspoorten voor een verscheidenheid aan virussen in het celmembraan. Tot dusver, verschillende soorten nanodeeltjes zijn ontworpen om virale binnenkomst via de HS-moleculen te blokkeren. Ze zijn voornamelijk gebaseerd op harde materialen zoals goud- en zilverdeeltjes. Er is weinig onderzoek gedaan naar zachtere en flexibelere stoffen als alternatief.

Het Duits-Indiase onderzoeksteam is er nu in geslaagd nanogels te ontwikkelen met verschillende mate van flexibiliteit die cellulaire HS-eiwitten nabootsen. De actieve verbinding op basis van dendritisch polyglycerolsulfaat kan virussen effectief en permanent binden en afschermen, waardoor infecties worden voorkomen. Deze nanogels bieden het voordeel dat ze zich flexibel kunnen aanpassen aan het virusoppervlak. Dit verhoogt hun multivalente interactie met de virusdeeltjes en verkleint de kans dat de ziekteverwekkers zich weer kunnen losmaken. De onderzoekers synthetiseerden twee gesulfateerde nanogels die werken tegen herpes en arterivirussen bij mensen en andere dieren. De gegenereerde nanogels kunnen een remmend effect tot 90 procent bereiken. De stoffen blijven relatief lang actief en bieden ook bescherming tegen virusdeeltjes die vrijkomen uit reeds geïnfecteerde cellen. Nanogels kunnen tegen zeer lage kosten worden bereid in vergelijking met de productie van conventionele antivirale geneesmiddelen. Dus, ze kunnen in toenemende mate ook worden gebruikt om dieren te behandelen. In aanvulling, de polymere gels zijn onschadelijk en "celvriendelijk" - in tegenstelling tot stijve, inflexibele materialen - en kunnen worden afgebroken tot kleinere fragmenten en worden uitgescheiden door de nieren.