迄今為止，還沒有針對大多數病毒感染的有效解毒劑。慕尼黑工業大學（TUM）的一個跨學科研究小組現在開發了一種新的方法：他們用DNA摺紙方法從遺傳物質中定制的納米膠囊吞噬和中和病毒。該策略已經在細胞培養中針對肝炎和腺病毒進行了測試，它也可能被證明對冠狀病毒是有效的。

人類有針對危險細菌的抗生素，但治療急性病毒感染的解毒劑很少。一些感染可以通過接種疫苗來預防，但開發新疫苗卻是一個漫長而費力的過程。

現在，來自慕尼黑工業大學、慕尼黑亥姆霍茲中心和布蘭代斯大學（美國）的一個跨學科研究小組提出了一種治療急性病毒感染的新策略。該團隊已經開發出由DNA（構成我們遺傳物質的物質）製成的納米結構，可以捕獲病毒並使其無害化。

在冠狀病毒的新變種將世界陷入停滯之前，慕尼黑工業大學物理系生物分子納米技術教授亨德里克-迪茨和他的團隊就在研究如何建造能夠自我組裝的病毒大小的物體。

1962年，生物學家唐納德·卡斯帕和生物物理學家阿倫·克魯格發現了病毒的蛋白質包膜是按照幾何原理構建的。基於這些幾何規範，慕尼黑工業大學亨德里克-迪茨周圍的團隊在美國布蘭代斯大學的塞思-弗拉登和邁克爾-哈根的支持下，提出了一個概念，使得生產與病毒大小相同的人造空心體成為可能。

2019年夏天，該團隊提出了一個設想：這種空心體是否也可以作為一種”病毒陷阱”？如果它們的內部有病毒結合分子，就應該能夠緊緊地結合病毒，從而能夠將它們從血液中取出。為此，這些空心體還必須有足夠大的開口，病毒可以通過這些開口進入外殼。

亨德里克·迪茨回想說：”當時我們用DNA摺紙技術製造的物體沒有一個能夠吞噬整個病毒，因為它們實在太小了。建造這種尺寸的穩定的空心體是一個巨大的挑戰”。

主要作者Christian Sigl在TUM的納米技術和納米材料中心的實驗室裡準備納米膠囊

病毒捕集器的套件

從二十面體的基本幾何形狀（一個由20個三角形表面組成的物體）開始，該團隊決定用三維的三角形板來建造病毒捕獲器的空心體。

為了使DNA板組裝成更大的幾何結構，邊緣必須稍加斜面。邊緣上結合點的正確選擇和定位確保了板塊能自我組裝成所需的物體。

亨德里克·迪茨說：”通過這種方式，我們現在可以利用三角板的準確形狀對所需物體的形狀和尺寸進行編程。我們現在可以生產多達180個子單元的物體，並實現高達95%的產量。然而，這條道路是相當坎坷的，要經過許多次反复。”

病毒被可靠地阻斷

通過改變三角形邊緣的結合點，該團隊的科學家不僅可以創造出封閉的空心球體，還可以創造出有開口或半殼的球體，這些可以被用作病毒陷阱。

在與慕尼黑大學病毒學研究所所長兼慕尼黑亥姆霍茲中心病毒學研究所所長Ulrike Protzer教授的團隊合作下，該團隊在腺病毒和乙肝病毒核心上測試了病毒捕獲器。

結果顯示，即使是一個大小合適的簡單的半殼，也能夠顯示出病毒活性的可衡量的減少。如果在裡面放上五個病毒的結合點，例如合適的抗體就已經可以阻斷病毒的80%，如果加入更多，就能實現完全阻斷。

為了防止DNA顆粒在體液中立即被降解，研究小組用紫外線照射完成的構件，並用聚乙二醇和寡糖胺處理其外部，因此，這些顆粒在小鼠血清中穩定了24小時。

一個通用的構造原理

“現在，下一步是在活體小鼠身上測試這些材料。”迪茨說：”我們非常有信心，這種材料也將被人體很好地耐受。”

“細菌有自主新陳代謝，我們可以用不同的方式攻擊它們，”烏爾里克·普羅策教授說。”另一方面，病毒沒有自己的新陳代謝，這就是為什麼抗病毒藥物幾乎總是針對單一病毒的特定酶。這樣的發展需要時間。如果簡單地用機械方式消除病毒的想法能夠實現，這將是廣泛適用的，因此是一個重要的突破，特別是對於新出現的病毒。”

“病毒捕獲器的起始材料可以通過生物技術以合理的成本進行大規模生產。”亨德里克·迪茨說：”除了作為病毒捕獲器的擬議應用外，我們的可編程系統還創造了其他機會。例如還可以設想將其作為疫苗接種的多價抗原載體，作為基因治療的DNA或RNA載體或作為藥物的運輸工具。”