Possiamo combattere SARS-CoV-2 con SARS-CoV-2?

Immagine al microscopio elettronico a trasmissione di SARS-CoV-2

  • Copie difettose del materiale genetico dei coronavirus sorgono naturalmente quando si replicano.
  • Alcune di queste copie sono effettivamente parassiti: non possono replicarsi da soli, ma possono sfruttare genomi virali intatti per creare copie di se stessi e infettare altre cellule.
  • I ricercatori hanno ora creato una versione difettosa di SARS-CoV-2, il virus che causa COVID-19, che interferisce e supera il virus originale nelle colture cellulari.
  • In teoria, iniettare il virus sintetico in una persona con SARS-CoV-2 potrebbe portare alla scomparsa di entrambi i virus.

Secondo una poesia di Augustus De Morgan, "Le grandi pulci hanno piccole pulci sulla schiena per morderle, e le piccole pulci hanno pulci minori, e così all'infinito".

Sembra che questo sia vero anche per i virus - i più piccoli di tutti i parassiti - che a loro volta hanno virus più piccoli che li parassitano.

I biologi della Pennsylvania State University (Penn State) a University Park hanno sfruttato questa legge universale della natura per creare un parassita del SARS-CoV-2 che ritengono possa curare il COVID-19.

I coronavirus, come SARS-CoV-2, si replicano iniettando il loro progetto molecolare, o genoma, che è un singolo filamento di RNA, in una cellula ospite.

La cellula infetta copia il genoma virale e produce le proteine ​​che codifica, che vengono poi utilizzate per costruire nuove particelle virali. Questi escono dalla cellula e continuano a infettare altre cellule.

A volte, tuttavia, si verificano errori durante il processo di copiatura, che possono portare alla creazione di un genoma più piccolo a cui mancano alcuni dei geni necessari per produrre le proteine ​​del virus.

Di per sé, questo genoma difettoso è incapace di produrre nuove particelle virali e di infettare altre cellule.

Ma se condivide una cellula ospite con una versione intatta dello stesso genoma virale, può sfruttare i geni dell'altro per replicarsi e continuare a infettare altre cellule.

Fondamentalmente, poiché questi genomi difettosi sono più piccoli, possono replicarsi più velocemente e superare il virus originale, o "tipo selvaggio".

Possono anche interferire con la replicazione del loro cugino selvaggio, guadagnandosi il titolo di genomi interferenti difettosi (DI).

SARS-CoV-2 Synthetic sintetico

I biologi della Penn State hanno sintetizzato una versione DI del genoma SARS-CoV-2 che è circa il 90% più corta dell'originale.

Il ridotto genoma virale manca dei geni codificanti le proteine ​​dell'originale, ma contiene ancora le istruzioni per impacchettarsi in nuove particelle virali.

I ricercatori hanno introdotto questo genoma in cellule di scimmia verde africana che crescono in una coltura di laboratorio. Hanno quindi infettato le cellule con il SARS-CoV-2 di tipo selvatico.

I loro risultati suggeriscono che il genoma DI non solo si replica 3.3 volte più velocemente di SARS-CoV-2, ma interrompe anche la sua replicazione.

Ciò ha ridotto la carica virale delle cellule infette di circa la metà entro 24 ore rispetto alle colture cellulari di controllo.

"Nei nostri esperimenti, dimostriamo che il virus SARS-CoV-2 di tipo selvaggio consente effettivamente la replicazione e la diffusione del nostro virus sintetico, promuovendo così efficacemente il proprio declino", ha affermato Marco Archetti, Ph.D., professore associato di biologia a Penn State.

"Una versione di questo costrutto sintetico potrebbe essere utilizzata come terapia antivirale autopromozionale per COVID-19", ha aggiunto.

La ricerca appare sulla rivista PeerJ.

Sistema di consegna di nanoparticelle

Gli autori affermano che, consentendo la replicazione del genoma sintetico, SARS-CoV-2 "promuoverebbe la propria scomparsa".

Loro scrivono:

"Anche se l'immediata riduzione del 50% della carica virale che abbiamo osservato non è probabilmente sufficiente per scopi terapeutici, l'efficacia aumenterà nel tempo (con l'aumento della frequenza dei DI) e si potrebbe ottenere un'efficacia iniziale maggiore utilizzando un vettore di somministrazione e una versione migliorata. del genoma DI”.

Da quando hanno scritto l'articolo, i biologi hanno utilizzato con successo le nanoparticelle per trasferire il loro virus DI nelle cellule che crescono in coltura. Ora li stanno testando su animali vivi.

Il prossimo passo sarà ripetere i loro esperimenti in colture di cellule polmonari umane infettate da SARS-CoV-2.

"Detonic.shop" ha chiesto al Prof. Archetti se esiste il rischio che il virus DI possa esacerbare l'eccessiva reazione immunitaria, o "tempesta di citochine", osservata nelle persone con grave COVID-19.

“Non lo sappiamo. C'è sempre una reazione all'RNA esogeno [estraneo], ma non c'è motivo di pensare che dovrebbe essere più grave che con l'RNA virale", ha detto.

Ha aggiunto che il trattamento potrebbe essere più efficace se somministrato prima nel corso della malattia.

"Prima è, meglio è, probabilmente, ma non lo sappiamo ancora", ha detto.

Il virus si riprenderà?

Carolina B. López, professore associato di microbiologia e immunologia presso la School of Veterinary Medicine della Penn State a Philadelphia, ha scritto sui genomi di RNA difettosi e sul loro potenziale come trattamenti antivirali.

"Il fenomeno dell'interferenza è reale ed è stato dimostrato per più virus, quindi non dubito che il virus difettoso che hanno creato interferisca con il virus standard e ne riduca la replica", ha detto a MNT.

"Il problema è che l'interferenza non è un meccanismo di 'sterilizzazione', cioè non eliminerà il virus standard e, alla fine, questo virus standard riprenderà e si diffonderà", ha affermato.

Ha spiegato che il virus interferente ha bisogno di proteine ​​prodotte dal virus standard per diffondersi. Quando questi se ne andranno, a causa dell'interferenza, il virus difettoso "morirà", il che consentirà una rinascita del virus standard.

“Questo è un processo ben descritto e il rischio è che queste ondate di virus difettosi e standard portino alla persistenza del virus. Quindi risolverai un problema per crearne un altro”, ha detto.

"Questa è solo un'opinione, ma la linea di fondo è che è necessario fare ulteriori ricerche prima di applicare questi concetti nella vita reale", ha concluso.

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