Můžeme bojovat proti SARS-CoV-2 s SARS-CoV-2?

Obrázek transmisního elektronového mikroskopu SARS-CoV-2

  • Při replikaci přirozeně vznikají vadné kopie genetického materiálu koronavirů.
  • Některé z těchto kopií jsou účinně parazity: Nemohou se replikovat samy, ale mohou využít neporušené virové genomy k vytvoření svých kopií a infikování dalších buněk.
  • Vědci nyní vytvořili vadnou verzi SARS-CoV-2, viru způsobujícího COVID-19, který interferuje s původním virem v buněčných kulturách a překonává jej.
  • Teoreticky by injekce syntetického viru do člověka pomocí SARS-CoV-2 mohla vést k zániku obou virů.

Podle básně Augusta De Morgana: „Velké blechy mají na zádech malé blechy, aby je kously, a malé blechy mají menší blechy, a tak ad infinitum.“

Zdá se, že to platí i pro viry - nejmenší ze všech parazitů - které zase mají menší viry, které je parazitují.

Biologové z Pennsylvánské státní univerzity (Penn State) v University Park využili tohoto univerzálního přírodního zákona k vytvoření parazita SARS-CoV-2, o kterém se domnívají, že by mohl léčit COVID-19.

Koronaviry, jako je SARS-CoV-2, se replikují injekcí jejich molekulárního plánu nebo genomu - což je jeden řetězec RNA - do hostitelské buňky.

Infikovaná buňka kopíruje virový genom a chrlí bílkoviny, které kóduje, a které se pak používají k vytváření nových virových částic. Ty se vymaní z buňky a pokračují v infikování dalších buněk.

Někdy se však během procesu kopírování vyskytnou chyby, které mohou mít za následek vytvoření menšího genomu, kterému chybí některé z genů potřebných k výrobě virových proteinů.

Tento defektní genom sám o sobě není schopen vytvářet nové virové částice a infikovat další buňky.

Pokud však sdílí hostitelskou buňku s neporušenou verzí stejného virového genomu, může využít geny druhého k replikaci a dále infikovat další buňky.

Rozhodující je, že protože tyto defektní genomy jsou menší, mohou se replikovat rychleji a překonat původní virus „divokého typu“.

Mohou také interferovat s replikací svého divokého bratrance a vydělávat jim genomové interferující interferenční (DI).

Syntetický SARS-CoV-2

Biologové v Penn State syntetizovali DI verzi genomu SARS-CoV-2, která je přibližně o 90% kratší než originál.

Zredukovaný virový genom postrádá geny kódující proteiny originálu, ale stále nese pokyny pro zabalení do nových virových částic.

Vědci představili tento genom do buněk afrických zelených opic rostoucích v laboratorní kultuře. Poté infikovali buňky divokým typem SARS-CoV-2.

Jejich výsledky naznačují, že genom DI se nejen replikuje 3.3krát rychleji než SARS-CoV-2, ale také narušuje jeho replikaci.

Tím se během 24 hodin snížila virová zátěž infikovaných buněk přibližně o polovinu ve srovnání s kulturami kontrolních buněk.

"V našich experimentech ukazujeme, že virus divokého typu SARS-CoV-2 ve skutečnosti umožňuje replikaci a šíření našeho syntetického viru, čímž účinně podporuje jeho vlastní úbytek," řekl Marco Archetti, Ph.D., docent biologie ve státě Penn.

"Verze tohoto syntetického konstruktu by mohla být použita jako samo-propagující antivirová terapie pro COVID-19," dodal.

Výzkum se objevuje v časopise PeerJ.

Systém dodávky nanočástic

Autoři tvrdí, že umožněním replikace syntetického genomu by SARS-CoV-2 „podpořil svůj vlastní zánik“.

Oni píší:

„I když okamžité 50% snížení virové zátěže, které jsme pozorovali, je zjevně pro terapeutické účely nedostatečné, účinnost by se časem sloučila (protože DI se zvyšuje ve frekvenci) a vyšší počáteční účinnost by mohla být dosažena pomocí transportního vektoru a vylepšené verze genomu DI. “

Od psaní článku biologové úspěšně použili nanočástice k dodání jejich DI viru do buněk rostoucích v kultuře. Nyní je testují na živých zvířatech.

Dalším krokem bude opakování jejich experimentů v kulturách lidských plicních buněk infikovaných SARS-CoV-2.

Lékařské zprávy se dnes zeptali prof. Archettiho, zda existuje riziko, že by virus DI mohl zhoršit nadměrnou imunitní reakci nebo „cytokinovou bouři“, kterou pozorují lidé s těžkou formou COVID-19.

"Nevíme." Vždy existuje reakce na exogenní [cizí] RNA, ale není důvod si myslet, že by to mělo být závažnější než u virové RNA, “řekl.

Dodal, že léčba může být účinnější, pokud bude dodána dříve v průběhu onemocnění.

"Čím dříve, tím lépe, pravděpodobně, ale zatím to nevíme," řekl.

Odrazí se virus?

Carolina B. López, docentka mikrobiologie a imunologie na School of Veterinary Medicine ve Penn State ve Filadelfii, psala o defektních genomech RNA a jejich potenciálu jako antivirové léčby.

"Fenomén rušení je skutečný a byl prokázán u více virů, takže nepochybuji, že defektní virus, který vytvořili, interferuje se standardním virem a snižuje jeho replikaci," řekla MNT.

"Problém je v tom, že interference není" sterilizační "mechanismus, tj. Neodstraní standardní virus a nakonec se tento standardní virus znovu zvedne a rozšíří," uvedla.

Vysvětlila, že interferující virus potřebuje k šíření proteiny produkované standardním virem. Když jsou pryč, v důsledku interference defektní virus „zemře“, což umožní obnovení standardního viru.

"Jedná se o dobře popsaný proces a existuje riziko, že tyto vlny defektního a standardního viru vedou k jeho perzistenci." Takže vyřešíte problém, abyste vytvořili další, “řekla.

"Je to jen názor, ale výsledkem je, že před použitím těchto konceptů v reálném životě je třeba provést další výzkum," uzavřela.

Chcete-li získat aktuální informace o nejnovějším vývoji týkajícího se nového koronaviru a COVID-19, klikněte sem.