Сотрудники кафедры медицинской физики физического факультета и научной школы МГУ “Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина” совместно с коллегами с физического, химического факультетов МГУ и ФНЦИРИП им. М.П. Чумакова РАН продемонстрировали универсальную противовирусную адсорбционную активность наночастиц пористого кремния.

Полученные результаты свидетельствуют о большом потенциале использования данных наночастиц в качестве универсальных вирусных сорбентов и дезинфицирующих средств для выявления и лечения вирусных заболеваний. Работа опубликована в журнале Bioactive Materials, исследование поддержано грантом РНФ.

Новые патогенные вирусы возникают из уже существующих человеческих вирусов или из вирусов животных. Текущая глобальная пандемия SARS-CoV-2 показала, что новые штаммы патогенных вирусов могут распространяться очень быстро, вызывая болезни и смерть миллионов людей, что, в свою очередь, приводит к значительным негативным социально-экономическим последствиям. Поэтому поиск новых способов борьбы с различными патогенными вирусами является актуальной задачей, а стратегии, основанные на применении наноструктурированных материалов, представляют значительный интерес.

Наночастицы пористого кремния в настоящее время продемонстрировали большой потенциал для их использования в биомедицине, особенно в качестве эффективных систем доставки лекарств. Преимущества применения кремниевых наночастиц в качестве противовирусных агентов связаны с их низкой токсичностью и биоразлагаемостью, а также с простотой и воспроизводимостью методов их изготовления.

Учёные МГУ совместно с коллегами впервые показали противовирусную адсорбционную (вирулицидную) эффективность наночастиц пористого кремния против различных оболочечных и безоболочечных патогенных вирусов человека, таких как вирус гриппа A, полиовирус, вирус иммунодефицита человека, вирус Западного Нила и вирус гепатита. Наночастицы размером 60 нанометров со средним диаметром пор 2 нанометра и удельной поверхностью 200 м²/г были получены измельчением пленок микропористого кремния.

После взаимодействия с наночастицами наблюдается сильное подавление инфекционной активности зараженных вирусами жидкостей, что проявляется в снижении инфекционного титра всех изученных типов вирусов примерно в 104 раза и соответствует инактивации 99,99% вирусов in vitro. Такая сорбционная способность наночастиц возможна благодаря их микропористой структуре и огромной удельной поверхности, которая обеспечивает эффективный захват вирионов.

Это также подтверждается проведенным ИФА анализом, измерениями динамического светорассеяния и полученными изображениями просвечивающей электронной микроскопии. Агломераты наночастиц и вирусов, образующиеся после их контакта, легко удаляются из растворов до инфицирования клеток-хозяев.

«Обнаруженная универсальная противовирусная активность наночастиц пористого кремния против различных патогенных вирусов может быть использована при разработке сенсоров и средств первой помощи в случае непредвиденных вирусных эпидемий или пандемий», – отметила автор работы Любовь Осминкина, руководитель гранта РНФ, зав. лабораторией физических методов биосенсорики и нанотераностики кафедры медицинской физики физического факультета МГУ.