Les infections virales tuent des millions de personnes dans le monde chaque année, mais les médicaments antiviraux actuellement disponibles sont limités dans la mesure où ils agissent principalement contre un ou une petite poignée de virus apparentés. Il existe quelques médicaments à large spectre qui empêchent l'entrée virale dans les cellules saines, mais ils doivent généralement être pris en continu pour prévenir l'infection, et la résistance par mutation virale est un risque sérieux.

Maintenant, un groupe international de chercheurs dont le professeur de chimie UIC Petr Kral, ont conçu de nouvelles nanoparticules antivirales qui se lient à une gamme de virus, y compris le virus de l'herpès simplex, papillomavirus humain, virus respiratoire syncytial et Dengue et Lentivirus. Contrairement aux autres antiviraux à large spectre, qui empêchent simplement les virus d'infecter les cellules, les nouvelles nanoparticules détruisent les virus.

Les résultats de l'équipe sont rapportés dans le journal Matériaux naturels .

Les nouvelles nanoparticules imitent une protéine de surface cellulaire appelée protéoglycane sulfate d'héparine (HSPG). Une partie importante des virus, y compris le VIH, pénétrer et infecter les cellules saines en se liant d'abord aux HSPG à la surface cellulaire. Les médicaments existants qui imitent l'HSPG se lient au virus et l'empêchent de se lier aux cellules, mais la force du lien est relativement faible. Ces médicaments ne peuvent pas non plus détruire les virus, et les virus peuvent être réactivés lorsque la concentration du médicament est diminuée.

Kral et ses collègues, dont Lela Vukovic, professeur adjoint de chimie à l'Université du Texas à El Paso et auteur de l'article, a cherché à concevoir une nouvelle nanoparticule anti-virale à base de HSPG, mais un qui se lierait plus étroitement aux particules virales et les détruirait en même temps.

Afin de concevoir sur mesure les nanoparticules anti-virales, Les groupes de Kral et Vukovic ont travaillé main dans la main avec des expérimentateurs, experts en virus et biochimistes de Suisse, Italie, France et République tchèque.

« Nous connaissions la composition générale des domaines viraux de liaison à HSPG auxquels les nanoparticules devraient se lier, et les structures des nanoparticules, mais nous n'avons pas compris pourquoi différentes nanoparticules se comportent si différemment en termes de force de liaison et d'empêchement de l'entrée virale dans les cellules, " dit Kral.

Grâce à des simulations élaborées, Kral et ses collègues ont aidé à résoudre ces problèmes et ont guidé les expérimentateurs pour peaufiner la conception des nanoparticules afin qu'elles fonctionnent mieux.

Les chercheurs ont utilisé des techniques avancées de modélisation informatique pour générer des structures précises de divers virus et nanoparticules cibles jusqu'à l'emplacement de chaque atome. Une compréhension approfondie des interactions entre les groupes individuels d'atomes au sein des virus et des nanoparticules a permis aux chercheurs d'estimer la force et la permanence des liaisons potentielles qui pourraient se former entre les deux entités, et les a aidés à prédire comment le lien pourrait changer au fil du temps et éventuellement détruire le virus.

Le "projet" final de l'équipe de la nanoparticule antivirale pourrait se lier de manière irréversible à une gamme de virus, et a causé des déformations mortelles aux virus, mais n'a eu aucun effet sur les tissus ou les cellules sains. Des expériences in vitro avec les nanoparticules ont montré qu'elles se liaient de manière irréversible au virus de l'herpès simplex, papillomavirus humain, virus syncytial, Virus de la dengue et Lentivirus.

"Nous avons pu fournir les données nécessaires à l'équipe de conception afin qu'elle puisse développer un prototype de ce que nous espérons être un antiviral à large spectre très efficace et sûr qui pourra être utilisé pour sauver des vies, " dit Kral.