病毒感染每年在世界范围内杀死数百万人，但是目前可用的抗病毒药物受到限制，因为它们主要针对一种或少数几种相关病毒起作用。存在几种阻止病毒进入健康细胞的广谱药物，但通常需要连续服用以防止感染，并且通过病毒突变产生的耐药性是严重的风险。
现在，包括UIC化学教授Petr Kral在内的国际研究人员设计了与多种病毒结合的新型抗病毒纳米颗粒，这些病毒包括单纯疱疹病毒，人乳头瘤病毒，呼吸道合胞病毒以及登革热和慢病毒。与其他仅阻止病毒感染细胞的广谱抗病毒药不同，新的纳米粒子可以破坏病毒。
研究小组的发现发表在《自然材料》杂志上。
新的纳米粒子模仿了一种称为硫酸肝素蛋白聚糖(HSPG)的细胞表面蛋白。很大一部分病毒(包括HIV)通过首先结合细胞表面的HSPG进入并感染健康细胞。模仿HSPG的现有药物可与病毒结合并阻止其与细胞结合，但结合强度相对较弱。这些药物也不能破坏病毒，当药物浓度降低时，病毒可以重新激活。
Kral和他的同事，包括德克萨斯大学埃尔帕索分校的化学助理教授Lela Vukovic和该论文的作者，试图设计一种基于HSPG的新型抗病毒纳米粒子，但这种纳米粒子能更紧密地与病毒结合粒子并同时摧毁它们。
为了定制设计抗病毒纳米颗粒，Kral和Vukovic的小组与来自瑞士，，法国和捷克共和国的实验者，病毒专家和生物化学家紧密合作。
“我们知道纳米颗粒应结合的HSPG结合病毒域的一般组成以及纳米颗粒的结构，但我们不理解为什么不同的纳米颗粒在结合强度和防止病毒进入细胞方面表现如此不同， ”卡尔说。
通过精心的模拟，Kral及其同事帮助解决了这些问题，并指导实验人员调整了纳米颗粒的设计，以使它们更好地工作。
研究人员使用先进的计算建模技术来生成各种目标病毒和纳米粒子的精确结构，直至每个原子的位置。对病毒和纳米粒子中各个原子组之间的相互作用的深入了解，使研究人员能够估计可能在两个实体之间形成的潜在键的强度和持久性，并帮助他们预测键如何随时间最终变化。消灭病毒。
研究小组最后的抗病毒纳米粒子“草案”可以不可逆地与多种病毒结合，并导致病毒致命变形，但对健康组织或细胞没有影响。纳米粒子的体外实验表明，它们与单纯性疱疹病毒，人乳头瘤病毒，合胞体病毒，登革热病毒和慢病毒不可逆地结合。
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