Läpimurto makromolekyylitutkimuksessa auttaa nujertamaan virustartuntoja

Helsinki, Suomi - 17.5.2016: IBM:n ja Singaporelaisen biotekniikan ja nanotekniikan tutkimuslaitos IBN:n tiedemiehet ovat kehittäneet uuden makromolekyyliin perustuvan teknologian. Sen kolmivaiheisen mekanismin toivotaan olevan ratkaisu taistelussa Zikan, Ebolan ja Denguekuumeen kaltaisia virustartuntoja vastaan. Makromolekyylin ominaisuuksien uskotaan myös hillitsevän virusten vastustuskyvyn muodostumista.

Lääketieteen suurimpia haasteita ovat olleet virusten aiheuttamat tartunnat. Esimerkiksi Zikan, Ebolan ja Denguekuumen kaltaiset virustartunnat ovat kasvaneet maailmanlaajuisiksi epidemioiksi, ja rokotteiden kehittäminen laahaa usein muutaman askeleen jäljessä johtuen virusten luontaisesta kyvystä muuntautua nopeasti ja tulla vastustuskykyisiksi eri lääkeaineille.

Kehitetyn makromolekyylin ominaisuudet muodostavat tehokkaan kolmivaiheisen mekanismin, joka vaikuttaa viruksen tarttumiseen, monistumiseen ja resistenssin kehittymiseen:

1. mekanismi – houkutus: ominaisuuksiensa ansiosta makromolekyyliin muodostuu vahvoja vetysidoksia, jotka huokuttelevat viruksen pinnalla olevia proteiineja puoleensa estäen virusta tartuttamasta terveitä soluja.
2. mekanismi – torjunta: makromolekyylin sisältämä Mannoosi-sokeri sitoutuu suoraan terveen immuunisolun reseptoreihin edistäen niiden vapaata liikkuvuutta ja näin hankaloittaen viruksen tarttumista.
3. mekanismi – neutralisointi: makromolekyylin perus-amino-ryhmä neutralisoi viruksen solun pH:n hilliten näin sen kykyä jakautua.

Tutkijoiden tavoitteena on kehittää hyvin monipuolinen, moneen virukseen tehoava, makromolekyyli. Sitä testattiin useilla eri luokkiin kuuluvilla viruksilla aina Ebolasta, Denguekuumeesta Marburgin virukseen ja influenssaviruksesta alfaviruksen aiheuttamaan Chikungunya-kuumetautiin, lisäksi testattiin Enterovirus 71 ja herpes simplex. Alustavissa testeissä resistenssiä ei havaittu. Makromolekyyli myös syrjäytti viruksen normaalin mutaation.

Tutkimusläpimurron nopeita hyödyntämiskohteita voisivat olla puhdistusaineet tai –liinat, joiden sisältämä pieni määrä makromolekyylejä yhdistettynä veteen voisi mahdollistaa jopa kokonaisten huoneiden puhdistamisen viruksista. Pidemmällä aikavälillä voitaisiin kehittää rokotteita, jotka purisivat laajaan kirjoon virusinfektioita.

Tutkimuksessaan IBM:n ja IBN:n tiedemiehet hyödynsivät supramolekulaarista kemiaa, joka tutkii molekyylejä sekä niiden yhdistymistä isommiksi molekyylirakenteiksi. Jatkossa IBM tulee mahdollisesti hyödyntämään Watsonin kognitiivisia kyvykkyyksiä tutkimuksen vauhdittamiseksi.

Laajempi englanninkielinen tiedote osoitteessa:
www.ibm.com/press/us/en/pressrelease/49706.wss

Tutkimus julkaistuna Macromolecules-lehdessä:
“Cooperative Orthogonal Macromolecular Assemblies with Broad Spectrum Antiviral Activity, High Selectivity, and Resistance Mitigation”
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.6b00091

Infograafi osoitteessa:
“IBM Research - Almaden Unveils New Anti-Viral Molecule to Help Eradicate Disease”
http://www-03.ibm.com/press/us/en/photo/49721.wss