호흡기 바이러스(예: 인플루엔자 A 바이러스 및 SARS-CoV-2)는 지속적으로 중대한 글로벌 보건 문제를 야기하고 있다. 흔히 특정 단일 바이러스에 국한되는 현재의 항바이러스제는 빠른 변이와 새로운 균주의 출현으로 인해 한계에 직면해 있다. 본 연구에서는 듀얼 작용 기전을 활용하는 광범위 항바이러스 플랫폼으로서 스티렌 말레산 공중합체 지질 입자 나노디스크(styrene maleic acid copolymer lipid particle nanodiscs, SMALP-NDs)를 도입한다. 첫째, SMALP-NDs는 음전하를 띤 표면을 통해 양전하를 갖는 바이러스 단백질에 결합함으로써 바이러스의 침입을 차단한다. 둘째, 엔도좀 내 환경과 유사한 산성 조건에서 바이러스 외피가 붕괴하도록 유도하여, 세포 매개 기전에 의해 바이러스를 불활성화한다. SMALP-NDs는 인플루엔자 A/B 및 Omicron JN.1을 포함한 여러 SARS-CoV-2 변이, 그리고 단순포진바이러스 1형 및 2형과 백시니아 바이러스에 대해 광범위 항바이러스 활성을 나타내어 그 다용성을 입증하였다. SMALP-NDs의 비강 내 투여는 치명적인 H1N1 및 H5N2 인플루엔자 A 바이러스뿐 아니라 SARS-CoV-2로부터 마우스를 성공적으로 보호하였다. 이러한 결과는 SMALP-NDs가 음전하를 띤 표면을 통해 새로 출현하는 바이러스 단백질의 증가하는 양전하에 효과적으로 대응하는 한편, pH 반응성 바이러스 불활성화 기전을 활용하여 낮은 독성으로 높은 항바이러스 효능을 달성함으로써 전통적인 항바이러스 나노소재에 비해 중요한 이점을 제공함을 시사한다.

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