Bolehkah kita melawan SARS-CoV-2 dengan SARS-CoV-2?

Imej mikroskop elektron penghantaran SARS-CoV-2

  • Salinan yang rosak dari bahan genetik coronavirus timbul secara semula jadi apabila salinan ini ditiru.
  • Sebilangan salinan ini adalah parasit yang berkesan: Mereka tidak dapat meniru sendiri, tetapi mereka dapat memanfaatkan genom virus yang utuh untuk membuat salinannya sendiri dan menjangkiti sel lain.
  • Para penyelidik kini telah membuat versi SARS-CoV-2 yang cacat, virus yang menyebabkan COVID-19, yang mengganggu dan mengalahkan virus asal dalam kultur sel.
  • Secara teori, menyuntik virus sintetik ke seseorang dengan SARS-CoV-2 dapat menyebabkan kematian kedua-dua virus tersebut.

Menurut sebuah puisi oleh Augustus De Morgan, "Kutu besar memiliki kutu kecil di punggung mereka untuk menggigit mereka, Dan kutu kecil memiliki kutu yang lebih sedikit, dan begitu kecil."

Nampaknya ini berlaku walaupun untuk virus - terkecil dari semua parasit - yang pada gilirannya mempunyai virus yang lebih kecil yang parasitnya.

Ahli biologi di Pennsylvania State University (Penn State) di University Park telah memanfaatkan undang-undang alam semesta ini untuk mencipta parasit SARS-CoV-2 yang mereka percaya dapat merawat COVID-19.

Coronavirus, seperti SARS-CoV-2, meniru dengan menyuntikkan cetak biru molekulnya, atau genom - yang merupakan helai tunggal RNA - ke dalam sel inang.

Sel yang dijangkiti menyalin genom virus dan mengeluarkan protein yang dikodekannya, yang kemudian digunakan untuk membina zarah virus baru. Ini keluar dari sel dan terus menjangkiti sel lain.

Kadang kala, kesalahan berlaku semasa proses penyalinan, yang dapat mengakibatkan penciptaan genom yang lebih kecil yang kehilangan beberapa gen yang diperlukan untuk membuat protein virus.

Dengan sendirinya, genom yang rosak ini tidak mampu membuat zarah virus baru dan menjangkiti sel lain.

Tetapi jika ia berkongsi sel inang dengan versi genom virus yang sama, ia dapat mengeksploitasi gen yang lain untuk meniru dan terus menjangkiti sel lain.

Yang penting, kerana genom yang cacat ini lebih kecil, genom ini dapat mereplikasi lebih cepat dan mengatasi virus yang asli, atau "jenis liar".

Mereka juga boleh mengganggu replikasi sepupu liar mereka, sehingga mereka mendapat gelaran genom gangguan (DI) yang cacat.

SARS-CoV-2 sintetik

Ahli biologi di Penn State mensintesis versi DI dari genom SARS-CoV-2 yang kira-kira 90% lebih pendek daripada yang asal.

Genom virus yang dikurangkan tidak mempunyai gen pengekod protein yang asli, tetapi ia masih membawa arahan untuk memasukkannya ke dalam zarah virus baru.

Para penyelidik memperkenalkan genom ini ke dalam sel monyet hijau Afrika yang tumbuh dalam budaya makmal. Mereka kemudian menjangkiti sel dengan SARS-CoV-2 jenis liar.

Hasil kajian mereka menunjukkan bahawa genom DI tidak hanya meniru 3.3 kali lebih cepat daripada SARS-CoV-2 tetapi juga mengganggu replikasi.

Ini mengurangkan viral load sel yang dijangkiti sekitar setengah dalam 24 jam berbanding dengan kultur sel kawalan.

"Dalam eksperimen kami, kami menunjukkan bahawa virus SARS-CoV-2 jenis liar sebenarnya memungkinkan replikasi dan penyebaran virus sintetik kami, dengan itu mempromosikan penurunannya secara berkesan," kata Marco Archetti, Ph.D., profesor biologi bersekutu di Penn State.

"Versi konstruk sintetik ini dapat digunakan sebagai terapi antivirus yang mempromosikan diri sendiri untuk COVID-19," tambahnya.

Penyelidikan ini muncul dalam jurnal PeerJ.

Sistem penghantaran Nanopartikel

Penulis mendakwa bahawa dengan memungkinkan replikasi genom sintetik, SARS-CoV-2 "akan mempromosikan kematiannya sendiri."

Mereka menulis:

"Walaupun pengurangan 50% secara langsung dalam beban virus yang kami amati tidak dapat dibilang cukup untuk tujuan terapi, keberkesanan akan bertambah dari masa ke masa (seiring peningkatan frekuensi DI), dan keberkesanan awal yang lebih tinggi dapat diperoleh dengan menggunakan vektor pengiriman dan versi yang lebih baik genom DI. "

Sejak menulis makalah ini, para ahli biologi telah berjaya menggunakan nanopartikel untuk menyampaikan virus DI mereka ke dalam sel yang tumbuh dalam kultur. Mereka kini mengujinya pada haiwan hidup.

Langkah seterusnya adalah mengulangi eksperimen mereka dalam kultur sel paru-paru manusia yang dijangkiti SARS-CoV-2.

"Detonic.shop" bertanya kepada Prof Archetti apakah ada risiko virus DI dapat memperburuk reaksi imun yang berlebihan, atau "ribut sitokin," yang dilihat pada orang dengan COVID-19 yang teruk.

"Kami tidak tahu. Selalu ada reaksi terhadap RNA eksogen [asing], tetapi tidak ada alasan untuk berfikir bahawa ia harus lebih parah daripada dengan RNA virus, ”katanya.

Dia menambah bahawa rawatan mungkin lebih berkesan jika disampaikan lebih awal dalam perjalanan penyakit ini.

"Semakin awal lebih baik, mungkin, tetapi kita belum tahu ini," katanya.

Adakah virus akan kembali?

Carolina B. López, seorang profesor mikrobiologi dan imunologi bersekutu di Sekolah Perubatan Veterinar di Penn State di Philadelphia, telah menulis mengenai genom RNA yang cacat dan potensinya sebagai rawatan antivirus.

"[T] fenomena gangguan itu nyata dan telah ditunjukkan untuk banyak virus, jadi saya tidak ragu-ragu bahawa virus cacat yang mereka ciptakan mengganggu virus standard dan mengurangkan replikasi," katanya kepada MNT.

"Masalahnya adalah bahawa gangguan bukan mekanisme 'sterilisasi', iaitu, ia tidak akan menghilangkan virus standard, dan akhirnya, virus standard ini akan kembali dan menyebar," katanya.

Dia menjelaskan bahawa virus yang mengganggu memerlukan protein yang dihasilkan oleh virus biasa untuk menyebar. Apabila ini hilang, akibat gangguan, virus yang cacat akan "mati", yang akan memungkinkan kebangkitan semula virus biasa.

"Ini adalah proses yang dijelaskan dengan baik, dan risikonya adalah gelombang virus yang cacat dan standard ini menyebabkan ketahanan virus. Jadi anda akan menyelesaikan masalah untuk membuat yang lain, ”katanya.

"Ini hanya pendapat, tetapi intinya adalah lebih banyak penelitian perlu dilakukan sebelum menerapkan konsep-konsep ini dalam kehidupan nyata," dia menyimpulkan.

Untuk maklumat terkini mengenai perkembangan terkini mengenai novel coronavirus dan COVID-19, klik di sini.