A Müncheni Műszaki Egyetem nanotechnológiával foglalkozó professzora, Hendrik Dietz csapatával és amerikai kutatókkal összefogásban olyan miniatűr szerkezeteket hoztak létre, amelyek hatékonyan képesek csapdába ejteni és ezzel hatástalanítani a vírusokat, miközben nem károsítják a környezetüket, mivel organikus anyagból épülnek fel. A nanostruktúrák ugyanis DNS-ből állnak, amelyek belülről olyan molekulákkal vannak bélelve, amelyek megkötik a vírusokat és így kivonják őket a szervezet keringéséből, hogy ne tudjanak interakcióba lépni a gazdatesttel és ne okozzanak kárt a szervezetben.

A módszerhez az ihletet egy 1960-as években tett felfedezés adta, Donald Caspar és Aaron Klug ekkor írta le pontosan azoknak a fehérjebevonatoknak a szerkezeti felépítését, melyek a vírusok felszínét burkolják, ezt fejlesztették tovább a kutatók, mikor a víruscsapdát építették. A problémát a struktúra mérete jelentette, sokáig nem tudtak olyan nagyságú nanoszerkezeteket létrehozni, amelyek közepébe belefért volna egy vírus. Az embereket megfertőző vírusok nagysága általában 20 és 200 nanométer közé esik, a megoldást pedig végül a forma megfelelő kiválasztása hozta el: a háromdimenziós háromszögekből összeállított és enyhén meghajlított struktúra nyílása elég nagy ahhoz, hogy egy vírus pont beleférjen (40-300 nanométeres Christian Sigl, a kutatás résztvevőjének elmondása szerint), de közben a benne lévő molekulák a helyen tartják a kórokozó részecskét, hogy az ne tudjon kiszabadulni többet.

A külső lemezek DNS-ből állnak, ezért az emberi testtel is kompatibilisek, de ahhoz, hogy ne bomoljanak le azonnal a testfolyadékok hatására, a kutatók UV fénnyel és polietilén-glikollal kezelték a felszínüket. Ez utóbbit emulgeálószerként használják a kozmetikumokban, és azért felelnek, hogy a zsír alapú és víz alapú összetevők megfelelően keveredjenek. A víruscsapdák végső szerkezete a kórokozók méretéhez igazítható, akár többszáz alegységből is állhatnak a kísérletek szerint és a bennük elhelyezett antitestek a hozzájuk kötődő vírusokat hatékonyan izolálják. Egyelőre a hatásukat csak hepatitis B víruson és adenovírusokon próbálták ki, de ezeken a tesztalanyokon jól bevált a módszer, Dietz szerint már viszonylag kevés, öt darab antitest alkalmazásával is a kórokozók 80%-át hatástalanítani lehet.

A szerkezet felépítése személyre szabható, így minden egyes vírus esetében egyedi módon illeszthetik össze a háromszögeket, hogy a legideálisabb formát alakítsák ki.

A módszert még most kezdik tesztelni egereken, de a kutatók reményei szerint az emberi szervezet is jól reagál majd a nanocsapdákra, siker esetén pedig a tömeggyártást is meg lehet oldani hatalmas költségek nélkül. A miniatűr szerkezetek később multifunkcionális szerepet is kaphatnak, nem csak vírusok ellen hatásosak, hanem gyógyszert is szállíthatnak a testen belül célzottan, vagy a génterápiában is hasznos szerepet játszhatnak. Már csak egy kérdés marad a csapdák utóéletét illetően, mégpedig, hogy mi történik a segítségükkel karanténba helyezett vírusokkal, melyek a csapdában már ártalmatlanok, de továbbra is életben maradnak. Sigl a Technologynetworksnek elmondta: többféle megoldás kínálkozik, lehetséges például olyan elemeket integrálni a rendszerbe, amelyek az immunrendszert aktiválják, így a vírus a csapdával együtt elpusztul vagy egyszerűen csak megakadályozhatja a fertőzés továbbterjedését, amíg az immunrendszer magától reagál a vírusra.

(Fotó: Technische Universität München)

További cikkek a témában:

Fehérvérsejtnek álcázott nanorobotokkal pusztítanák el a rákot Hogy megtalálják, majd megsemmisítsék a rákos sejteket, egy kutatócsoport nemrégiben kísérletezni kezdett egy durva, ám remélhetőleg hatásos eszközzel: apró, fehérvérsejtnek álcázott, rákpusztító nanorobotokkal.
Létrehozták a békasejtekből álló, élő robotok következő generációját, a Xenobot 2.0-át Az organikus robotok gyorsabbak és hosszabb ideig élnek, mint az előző generáció tagjai és már kezdetleges memóriával is rendelkeznek.
Az emberi testben portyázó, ultramini robotokat fejlesztettek Egy nemzetközi kutatócsoport találmánya lézerrel képes áthaladni a szervezetünkben, az előzetes értékelések alapján pedig alighanem ez lehet orvostudomány jövője.