Όπως απευθύνθηκε ένα κοινό ιολόγων από την Κίνα, την Αυστραλία και τη Σιγκαπούρη στο Συμπόσιο της Πανδημικής Έρευνας του Οκτωβρίου, ο Wei Zhao παρουσίασε μια εντυπωσιακή ιδέα.
Η τεχνολογία επεξεργασίας γονιδίων Crispr είναι περισσότερο γνωστή για την παροχή πρωτοποριακών νέων θεραπειών για σπάνιες ασθένειες, την τροποποίηση ή την εξάλειψη των αδίστακτων γονιδίων σε συνθήκες που κυμαίνονται από δρεπανοκυτταρική αναιμία να αιμοφιλία. Αλλά ο Zhao και οι συνάδελφοί του στο Ινστιτούτο Peter Doherty της Μελβούρνης για τη μόλυνση και την ανοσία έχουν οραματιστεί μια νέα εφαρμογή.
Πιστεύουν ότι το Crispr θα μπορούσε να προσαρμοστεί για να δημιουργήσει μια θεραπεία επόμενης γενιάς για τη γρίπη, είτε πρόκειται για τα εποχικά στελέχη που μαστίζουν τόσο το βόρειο όσο και το νότιο ημισφαίριο σε ετήσια βάση είτε για τις ανησυχητικές νέες παραλλαγές σε πτηνά και άλλα άγρια ζώα που μπορεί να πυροδοτήσουν την επόμενη πανδημία.
Ο Crispr μπορεί να επεξεργαστεί τον γενετικό κώδικα – το βιβλίο βιολογικών οδηγιών που καθιστά δυνατή τη ζωή – μέσα στα κύτταρα κάθε ζωντανού όντος. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να πάρει διαφορετικές μορφές. Η πιο γνωστή έκδοση διαμεσολαβείται από το ένζυμο Cas9. Αυτό μπορεί να διορθώσει σφάλματα ή μεταλλάξεις στα γονίδια κόβοντας κλώνους DNA. Αλλά ιολόγοι όπως ο Zhao ενδιαφέρονται περισσότερο για τον λιγότερο διάσημο ξάδερφο του Cas9, το ένζυμο Cas13, το οποίο μπορεί να κάνει το ίδιο στο RNA. Στα ανθρώπινα κύτταρα, τα μόρια RNA μεταφέρουν οδηγίες από το DNA για την παραγωγή πρωτεϊνών, αλλά ο γενετικός κώδικας των ιών της γρίπης αποτελείται εξ ολοκλήρου από κλώνους RNA – μια ευπάθεια που μπορεί να εκμεταλλευτεί το Cas13.
«Το Cas13 μπορεί να στοχεύσει αυτούς τους ιούς RNA και να τους αδρανοποιήσει», εξήγησε ο Zhao.
Τα ανθρώπινα κύτταρα δεν παράγουν φυσικά ούτε Cas9 ούτε Cas13. και τα δύο αυτά ένζυμα βρίσκονται στο ανοσοποιητικά συστήματα των βακτήρια και μικροσκοπικούς οργανισμούς που ονομάζονται αρχαία, όπου το Cas13 τους επιτρέπει να απενεργοποιούν τους εισβολείς ιούς που ονομάζονται φάγοι. Ο Zhao και μια ευρύτερη ομάδα επιστημόνων επινοούν ένα καινοτόμο σύστημα για να προσφέρει τα ίδια οφέλη στους ανθρώπους.
Αρχικά πρωτοστάτησε στο εργαστήριο Ως νέο αντιικό Covid, η ιδέα τους είναι να αναπτύξουν ένα ρινικό σπρέι ή μια ένεση που χρησιμοποιεί νανοσωματίδια λιπιδίων για να παρέχει μοριακές οδηγίες σε κύτταρα που έχουν μολυνθεί από γρίπη στην αναπνευστική οδό. Είναι μια διαδικασία δύο σταδίων. Το πρώτο μόριο θα ήταν ένα mRNA που καθοδηγεί τα κύτταρα να φτιάξουν Cas13, με το δεύτερο να είναι ένα λεγόμενο οδηγό RNA που κατευθύνει το Cas13 σε ένα συγκεκριμένο τμήμα του κώδικα RNA του ιού της γρίπης.
«Το Cas13 κόβει στη συνέχεια το ιικό RNA, διακόπτοντας την ικανότητα του ιού να αναπαράγεται και σταματά αποτελεσματικά τη μόλυνση σε γενετικό επίπεδο», λέει η Sharon Lewin, γιατρός μολυσματικών ασθενειών στο Ινστιτούτο Peter Doherty που ηγείται του έργου.
Ενώ ο κύριος στόχος θα ήταν να χρησιμοποιηθεί η τεχνολογία ως τρόπος περιορισμού των βραχυπρόθεσμων λοιμώξεων, ο Zhao οραματίζεται επίσης το σπρέι να χρησιμοποιείται για την πρόληψη λοιμώξεων, για παράδειγμα κατά τη διάρκεια μιας ιδιαίτερα μολυσματικής περιόδου γρίπης. «Βασικά θα προετοιμάζατε τα κύτταρα στην αναπνευστική σας οδό για να παράγουν αυτό το Cas13, ως ένα πρώτο στρώμα άμυνας», λέει. «Είναι σαν τον στρατό—θα είχες εκείνους τους στρατιώτες οπλισμένους και έτοιμους να συναντήσουν τον εχθρό τους».
Το κύριο αξιοθέατο αυτής της ιδέας είναι ότι το Cas13 μπορεί να κατασκευαστεί, μέσω του οδηγού RNA, ώστε να στοχεύει τις λεγόμενες διατηρημένες περιοχές του γενετικού κώδικα της γρίπης. Αυτά είναι γνωστά τμήματα RNA που βρίσκονται σχεδόν σε όλα τα στελέχη της γρίπης και είναι ζωτικής σημασίας για την επιβίωση του ιού. Τα συμβατικά αντιικά φάρμακα όπως το Tamiflu στοχεύουν μόνο συγκεκριμένα στελέχη γρίπης, τα οποία αποκτούν γρήγορα αντίσταση.
Το Crispr-Cas13 είναι μια από τις κορυφαίες καινοτομίες μεταξύ των λεγόμενων αντιιικών φαρμάκων για την πανφλουέντζα, αλλά υπάρχουν και άλλες. Μονοκλωνικά αντισώματα Έχουν επίσης σχεδιαστεί για να στοχεύουν σε διατηρημένες περιοχές του γενετικού κώδικα της γρίπης, ενώ άλλα φάρμακα στοχεύουν στην αύξηση της παραγωγής ιντερφερονών, του ενσωματωμένου συστήματος συναγερμού του σώματος που σηματοδοτεί τα κύτταρα του ανοσοποιητικού να επιτεθούν σε ένα εισβάλλον παθογόνο.
VIA: popsci.com
