Kunnen we SARS-CoV-2 bestrijden met SARS-CoV-2?

Transmissie-elektronenmicroscoopbeeld van SARS-CoV-2

  • Defecte kopieën van het genetische materiaal van coronavirussen ontstaan ​​van nature wanneer deze zich vermenigvuldigen.
  • Sommige van deze kopieën zijn in feite parasieten: ze kunnen zichzelf niet repliceren, maar ze kunnen intacte virale genomen gebruiken om kopieën van zichzelf te maken en andere cellen te infecteren.
  • Onderzoekers hebben nu een defecte versie gemaakt van SARS-CoV-2, het virus dat COVID-19 veroorzaakt, dat het oorspronkelijke virus in celculturen verstoort en overtreft.
  • In theorie zou het injecteren van het synthetische virus bij een persoon met SARS-CoV-2 kunnen leiden tot de ondergang van beide virussen.

Volgens een gedicht van Augustus De Morgan: "Grote vlooien hebben kleine vlooien op hun rug om ze te bijten, en kleine vlooien hebben kleinere vlooien, en zo tot in het oneindige."

Het lijkt erop dat dit zelfs geldt voor virussen - de kleinste van alle parasieten - die op hun beurt kleinere virussen hebben die ze parasiteren.

Biologen van de Pennsylvania State University (Penn State) in University Park hebben deze universele natuurwet uitgebuit om een ​​parasiet van SARS-CoV-2 te creëren die volgens hen COVID-19 zou kunnen behandelen.

Coronavirussen, zoals SARS-CoV-2, repliceren door hun moleculaire blauwdruk of genoom - wat een enkele streng RNA is - in een gastheercel te injecteren.

De geïnfecteerde cel kopieert het virale genoom en produceert de eiwitten waarvoor het codeert, die vervolgens worden gebruikt om nieuwe virusdeeltjes te bouwen. Deze breken uit de cel en gaan andere cellen infecteren.

Soms gebeuren er echter fouten tijdens het kopieerproces, wat kan resulteren in de creatie van een kleiner genoom dat enkele van de genen mist die nodig zijn om de eiwitten van het virus te maken.

Dit defecte genoom is op zichzelf niet in staat nieuwe virusdeeltjes te maken en andere cellen te infecteren.

Maar als het een gastheercel deelt met een intacte versie van hetzelfde virale genoom, kan het de genen van de ander uitbuiten om zich te vermenigvuldigen en andere cellen te infecteren.

Cruciaal is dat, omdat deze defecte genomen kleiner zijn, ze zich sneller kunnen repliceren en beter presteren dan het oorspronkelijke of "wild-type" virus.

Ze kunnen ook interfereren met de replicatie van hun wilde neef, waardoor ze de titel defectieve interfererende (DI) genomen krijgen.

Synthetische SARS-CoV-2

De biologen van Penn State hebben een DI-versie van het SARS-CoV-2-genoom gesynthetiseerd die ongeveer 90% korter is dan het origineel.

Het verkleinde virale genoom mist de oorspronkelijke eiwitcoderende genen, maar het bevat nog steeds instructies om zichzelf in nieuwe virusdeeltjes te verpakken.

De onderzoekers introduceerden dit genoom in cellen van Afrikaanse groene apen die in een laboratoriumcultuur groeiden. Vervolgens infecteerden ze de cellen met het wildtype SARS-CoV-2.

Hun resultaten suggereren dat het DI-genoom niet alleen 3.3 keer zo snel repliceert als SARS-CoV-2, maar ook de replicatie ervan verstoort.

Dit verminderde de viral load van geïnfecteerde cellen binnen 24 uur met ongeveer de helft vergeleken met controle celculturen.

"In onze experimenten laten we zien dat het wildtype SARS-CoV-2-virus de replicatie en verspreiding van ons synthetische virus daadwerkelijk mogelijk maakt, waardoor het zijn eigen achteruitgang effectief bevordert", zegt Marco Archetti, Ph.D., universitair hoofddocent biologie. bij Penn State.

"Een versie van dit synthetische construct zou kunnen worden gebruikt als een zelfbevorderende antivirale therapie voor COVID-19", voegde hij eraan toe.

Het onderzoek verschijnt in het tijdschrift PeerJ.

Afleveringssysteem voor nanodeeltjes

De auteurs beweren dat door de replicatie van het synthetische genoom mogelijk te maken, SARS-CoV-2 "zijn eigen ondergang zou bevorderen".

Zij schrijven:

"Hoewel de onmiddellijke vermindering van 50% van de virusbelasting die we hebben waargenomen aantoonbaar niet voldoende is voor therapeutische doeleinden, zou de werkzaamheid in de loop van de tijd toenemen (naarmate de DI's in frequentie toenemen), en een hogere initiële werkzaamheid zou kunnen worden verkregen met behulp van een afgiftevector en een verbeterde versie van het DI-genoom.”

Sinds het schrijven van het artikel hebben de biologen met succes nanodeeltjes gebruikt om hun DI-virus af te leveren in cellen die in kweek groeien. Die testen ze nu bij levende dieren.

De volgende stap zal zijn om hun experimenten te herhalen in menselijke longcelculturen die zijn geïnfecteerd met SARS-CoV-2.

Medical-Diag.com vroeg prof. Archetti of er een risico bestaat dat het DI-virus de overmatige immuunreactie of "cytokinestorm", gezien bij mensen met ernstige COVID-19, zou kunnen verergeren.

'We weten het niet. Er is altijd een reactie op exogeen [vreemd] RNA, maar er is geen reden om aan te nemen dat het ernstiger zou moeten zijn dan bij viraal RNA,” zei hij.

Hij voegde eraan toe dat de behandeling effectiever zou kunnen zijn als deze eerder in de loop van de ziekte wordt gegeven.

'Hoe eerder hoe beter, waarschijnlijk, maar dat weten we nog niet', zei hij.

Zal het virus terugkaatsen?

Carolina B. López, universitair hoofddocent microbiologie en immunologie aan de School of Veterinary Medicine in Penn State in Philadelphia, heeft geschreven over defecte RNA-genomen en hun potentieel als antivirale behandelingen.

"Het fenomeen van interferentie is reëel en is aangetoond voor meerdere virussen, dus ik twijfel er niet aan dat het defecte virus dat ze hebben gecreëerd interfereert met het standaardvirus en de replicatie ervan vermindert", vertelde ze aan MNT.

"Het probleem is dat interferentie geen 'steriliserend' mechanisme is, dat wil zeggen, het zal het standaardvirus niet elimineren, en uiteindelijk zal dit standaardvirus weer oppikken en zich verspreiden," zei ze.

Ze legde uit dat het storende virus eiwitten nodig heeft die door het standaardvirus worden geproduceerd om zich te verspreiden. Wanneer deze zijn verdwenen, als gevolg van interferentie, zal het defecte virus "sterven", wat een heropleving van het standaardvirus mogelijk zal maken.

“Dit is een goed beschreven proces en het risico is dat deze golven van defecte en standaardvirussen leiden tot viruspersistentie. Dus je lost een probleem op om een ​​ander te creëren,' zei ze.

"Dit is slechts een mening, maar het komt erop neer dat er meer onderzoek moet worden gedaan voordat deze concepten in het echte leven worden toegepast", concludeerde ze.

Voor live updates over de laatste ontwikkelingen met betrekking tot het nieuwe coronavirus en COVID-19, klik hier.