I virus fanno parte dell'esperienza umana durante tutta la nostra vita. Causano molte malattie diverse con l'attuale pandemia di coronavirus come solo un esempio. Mentre un vaccino fornisce una protezione efficace dalle infezioni virali, i vaccini sono disponibili solo per un numero selezionato di virus. Questo è il motivo per cui è necessario trovare farmaci antivirali in grado di prevenire o curare un'infezione virale.

Una strategia di successo prevede molecole speciali per bloccare le proteine ​​virali che altrimenti aiuterebbero il virus ad attaccarsi alla cellula ospite. Una volta che un virus si è attaccato alla superficie cellulare, può infettare la cellula con il suo genoma e riprogrammare la cellula per i propri usi. Però, molti farmaci antivirali perdono il loro effetto nel tempo, poiché i virus mutano molto rapidamente e quindi si adattano spesso al farmaco/antivirale utilizzato.

Il team di ricerca guidato dalla Prof.ssa Dott.ssa Laura Hartmann dell'HHU dell'Istituto di Chimica Macromolecolare e dal Prof. Dott. Mario Schelhaas di Münster dell'Istituto di Virologia Cellulare che lavorano insieme alla Prof.ssa Dott.ssa Nicole Snyder del Davidson College in North Carolina, Gli Stati Uniti hanno utilizzato l'approccio di sopprimere il contatto iniziale tra il virus e la cellula per fermare l'infezione all'inizio.

I virus utilizzano spesso proteine ​​speciali per legarsi alle molecole di zucchero sulla superficie cellulare. Tra gli altri, questi zuccheri includono glicosaminoglicani a catena lunga (GAG), che sono fortemente caricati negativamente. Uno di questi GAG è l'eparan solfato. I ricercatori sapevano già che i GAG possono ridurre le infezioni da virus se vengono aggiunti esternamente. Però, i polisaccaridi naturali possono avere effetti collaterali attribuibili alla propria funzione biologica nell'organismo o ad impurità.

Il team di ricerca sta ora utilizzando i vantaggi dei GAG ma disattiva i loro svantaggi. L'idea è di utilizzare molecole prodotte artificialmente e in modo controllato, i cosiddetti "glicommetici", che sono sviluppati a HHU. Sono costituiti da una lunga impalcatura sintetica con catene laterali con attaccate piccole molecole di zucchero. A Dusseldorf, sono state create sia catene più corte con fino a dieci zuccheri laterali (note come 'oligomeri') che catene lunghe con fino a 80 zuccheri (dette 'glicopolimeri'). Per simulare lo stato di alta carica dei GAG naturali, i chimici accoppiarono gruppi solfati agli zuccheri.

Il prof. Schelhaas ha quindi utilizzato colture cellulari per testare le proprietà antivirali di questi "bastoncini di zucchero" di lunghezza variabile presso l'ospedale universitario di Münster. Inizialmente, il suo team li ha usati contro i Papillomavirus Umani, che possono scatenare malattie come il cancro del collo dell'utero. Scoprirono che entrambi, le molecole sintetiche a catena corta e lunga, avere un effetto antivirale, ma il loro modo di agire è diverso. Come previsto, più efficace, molecole a catena lunga hanno impedito al virus di attaccarsi alle cellule. In contrasto, le molecole a catena corta hanno mostrato attività antivirale dopo l'attaccamento alla cellula, dando luogo al presupposto che queste molecole siano attive nell'organismo più a lungo.

Questo è ciò che ha da dire il Prof. Schelhaas:"È molto probabile che le molecole a catena lunga occupino i siti di legame del virus alla cellula e quindi blocchino quei siti. Le molecole a catena corta apparentemente non bloccano questi siti. il prossimo passo è testare la nostra ipotesi che queste molecole prevengano la ridistribuzione delle proteine ​​nella particella virale in modo che i virus non possano infettare la cellula".

L'efficacia è stata confermata anche per i Papillomavirus in un modello animale. I composti erano attivi anche contro altri quattro virus, compresi i virus dell'herpes, che può causare herpes labiale ed encefalite, e virus influenzali, che causano l'influenza. Il prof. Hartmann spiega:"I glicomimetici sono quindi molecole composte promettenti che potrebbero essere potenzialmente utilizzate nella lotta contro un gran numero di virus diversi. La prossima cosa da fare è esaminare il modo preciso in cui funzionano i glicomimetici e come possono essere ulteriormente ottimizzato."

Il prof. Schelhaas aggiunge:"Ulteriori ricerche si concentreranno sulla velocità con cui i virus possono adattarsi a questa nuova classe di composti. Con le molecole a catena corta in particolare, speriamo che i virus trovino più difficile lanciare un contrattacco".