Terapii îndreptate împotriva genelor COVID-19

Cercetătorii de la Universitatea Stanford lucrează la dezvoltarea unui medicament antiviral împotriva COVID-19, mecanismul de acțiune fiind țintit asupra genelor susceptibile pentru această infecție.
Pe parcursul anului precedent, Stanley Qi din cadrul departamentului de bioinginerie și biologie chimică împreună cu colaboratorii săi au dezvoltat tehnica PAC-MAN pentru combaterea infecțiilor gripale, tehnică bazată pe studiul genelor CRISPR.

La începutul anului, Stanley Qi și echipa sa au fost provocați de apariția unui nou virus despre care nu existau date suficiente și nici un tratament eficient dovedit, fapt pentru care aceștia au decis să folosească tehnica elaborată anterior pentru combaterea SARS-CoV-2.
După doar câteva luni, oamenii de știință conduși de către Stanley Qi colaborau deja cu Michael Connolly și echipa sa în vederea dezvoltării unui sistem, al cărui principiu era inserarea PAC-MAN în celulele pacienților infectați de noul virus.
Asemanator celorlalte tehnici de studiu ale genelor CRISPR, tehnica PAC-MAN are în componența sa o enzimă specializată în distrugerea virusului, respectiv enzima Cas13 și o secvență de ARN care îndrumă enzima Cas13 să distrugă secvențele de nucleotide specifice din genomul coronavirusului. Astfel, oamenii de știință consideră că replicarea intracelulară a virusului ar putea fi inhibată prin modificarea codului genetic al virusului.

Pentru folosirea acestei tehnici, era necesară găsirea unei modalități de a transpune PAC-MAN dintr-un instrument molecular într-o terapie anti-COVID-19 pentru a îl livra eficient în celulele pulmonare.
Atunci când SARS-CoV-2 ajunge la nivelul plămânilor, acesta determină inflamarea alveolelor pulmonare și acumularea de lichid la acest nivel, afectând funcția respiratorie.

Pentru ca terapia să poată fi livrată corespunzător la nivelul celulelor pulmonare, Stanley Qi a apelat la ajutorul lui Connolly și a echipei sale care aveau în desfășurare cercetări cu privire la moleculele sintetice, lipitoide.
Aceste molecule au fost descoperite cu aproximativ două decenii anterior de către Ron Zuckermann și Connolly în timp ce efectuau cercetări pentru a elabora molecule de eliberate a peptoidelor. Astfel, în studiile efectuate, au demonstrat eficacitatea lipitoidelor în furnizarea ADN-ului și ARN-ului la o serie de linii celulare.
Cercetările efectuate ulterior au demonstrat faptul că aceste molecule sunt lipsite de toxicitate și pot livra nucleotide prin depozitarea acestora în nanoparticule foarte mici.
Cunoscând rezultatele studiilor efectuate de Connolly și Zuckermann, Stanley Qi a decis să folosească această metodă de livrare a terapiei anti-COVID-19. Astfel la finalul lunii aprilie a fost testat Lipitoidul1 care prin asamblarea cu secvențe de ADN și ARN ar putea fi eficient în celulele pulmonare umane. În urma testării acestui lipitoid, s-a constatat o scădere cu peste 90% a cantității de virus în materialul testat.

Următoarele cercetări vizează testarea sistemului PAC-MAN pe un model animal, iar dacă se va dovedi eficient echipa de oameni de știință vor dezvolta terapiile PAC-MAN împotriva SARS-CoV-2.

Connolly preciza că dacă se va dovedi eficient acest experiment, ar putea fi dezvoltată o strategie foarte puternică împotriva multor boli virale.

sursa: Science Daily
foto: Berkeley Lab