Preparation for the potential emergence of future human coronaviruses (HCoVs) calls for the development of versatile and effective treatment strategies. The signs and symptoms of HCoVs include an immune inflammatory response. Therefore, our study focuses on the simultaneous inhibition of HCoV infection and the alleviation of lung inflammation. Inspired by conformational epitope matching, we engineered a de novo antigen spatial-matching polyaptamer (ASM-pApt) nanostructure designed to align perfectly with multiple spike (S) proteins on severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) pseudovirus (PsV). Compared with monovalent aptamer, the dissociation constant (KD) of the ASM-pApt nanostructure decreased by over 1,000-fold, and its viral semi-inhibitory concentration (IC50) improved by over 100,000-fold to 89.7 fM (fmol/L), indicating the effectiveness of antigen spatial matching. By loading polyphenol as anti-inflammatory drug and chitosan (CS) as an excipient, the ASM-pApt nanostructure showed anti-inflammatory and long drug retention properties. Our design shows the promise of polyaptamer as an antiviral/anti-inflammatory candidate against emerging HCoVs in the future.

中文翻译：

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抗原空间匹配聚适配体纳米结构可阻断冠状病毒感染并缓解炎症


为未来可能出现的人类冠状病毒 （HCoV） 做准备，需要开发多功能和有效的治疗策略。HCoV 的体征和症状包括免疫炎症反应。因此，我们的研究重点是同时抑制 HCoV 感染和缓解肺部炎症。受构象表位匹配的启发，我们设计了一种从头抗原空间匹配聚适配体 （ASM-pApt） 纳米结构，旨在与严重急性呼吸系统综合症冠状病毒 2 （SARS-CoV-2） 假病毒 （PsV） 上的多个刺突 （S） 蛋白完美对齐。与单价适配体相比，ASM-pApt 纳米结构的解离常数 （KD） 降低了 1,000 倍以上，其病毒半抑制浓度 （IC50） 提高了 100,000 倍以上，达到 89.7 fM （fmol/L），表明抗原空间匹配的有效性。通过加载多酚作为抗炎药和壳聚糖 （CS） 作为赋形剂，ASM-pApt 纳米结构显示出抗炎和长效药物保留特性。我们的设计显示了 polyaptamer 在未来作为针对新出现的 HCoV 的抗病毒/抗炎候选药物的前景。