Duke Health: Geenien muokkaustekniikka osoittaa menestystä COVIDin ehkäisyssä ja hoidossa
Julkaisupäivä:Duke Healthin johtama tutkimusryhmä on osoittanut tavan käyttää CRISPR-teknologiaa onnistuneesti COVID-infektioiden ehkäisyyn ja hoitoon.
Hiirillä tehdyt konseptikokeet muokkasivat tällä hetkellä saatavilla olevaa lipidinanohiukkasta toimittamaan spesifisen CRISPR/Cas13-mRNA:n, joka luo keuhkoihin epäsuotuisan ympäristön SARS-CoV-2-infektiolle.
Jos ihmisillä tehdyt lisätutkimukset vahvistavat lähestymistavan, se voi johtaa ehkäisystrategiaan, joka ei ole riippuvainen vasta-aineiden kyvystä tunnistaa tiettyjä virusrakenteita, joten se olisi tehokas riippumatta siitä, miten virus mutatoituu. Lähestymistavasta on myös hoitoetu, koska se vähentää virustaakkaa ja ehkäisee immuunijärjestelmän ylireaktiota, joka voi tulla tappavaksi infektioiden aikana.
Tutkimus ilmestyy verkossa 25. heinäkuuta lehdessä Nature Chemical Biology.
"Tuloksemme viittaavat siihen, että CRISPR-teknologia edustaa ainutlaatuista strategiaa SARS-CoV-2-infektion hallitsemiseksi, ja sitä tulisi käyttää mahdollisena lähestymistapana COVIDin hoidossa", sanoi vanhempi tutkija. Qianben Wang, Ph.D., professori Patologian laitos Duken yliopiston lääketieteellisessä korkeakoulussa.
Wang ja kollegat keskittyivät proteaasiin - entsyymiin, joka hajottaa proteiinia - nimeltä katepsiini L tai CTSL. Tätä proteaasia on runsaasti keuhkoissa, ja sen on pitkään tunnistettu olevan keskeinen rooli SARS-CoV-2:ssa ja monissa muissa koronavirusinfektioissa, mikä mahdollistaa viruksen pääsyn isäntäsoluihin ja lisääntymiseen.
Muiden tutkijoiden ryhmät ovat yrittäneet käyttää CTSL-estäjiä estämään koronavirusinfektioita useiden vuosien ajan. Laboratoriokokeet olivat lupaavia, mutta eläinkokeet osoittivat pettymyksen tuloksia.
Wangin tiimi loi tavan käynnistää CTSL-eston turvallisesti käyttämällä CRISPR-teknologiaa – periaatteessa geenien vaimentamista tiettyjen toimintahäiriöiden tai tässä tapauksessa CTSL:n toiminnan poistamiseksi.
CRISPR/Cas13, joka kuljetettiin suonensisäisesti lipidin nanopartikkelin kautta, vähensi CTSL:ää eläinten keuhkoissa, mikä esti tehokkaasti ja turvallisesti SARS-CoV-2-viruksen pääsyn soluihin ja infektoimasta isäntäsoluja.
Lähestymistavan edut COVID-ehkäisynä olivat ajallisesti rajoitettuja ja kestivät useita päiviä rokotteiden tarjoamien kuukausien tai vuosien sijaan. Mutta jos annostelujärjestelmä voidaan kehittää inhalaattoriksi suonensisäisen injektion sijaan, lääkettä voidaan antaa itse ennaltaehkäisevänä toimenpiteenä ennen lentomatkaa tai suurta kokoontumista tai pian sen jälkeen.
Lähestymistapa ei ainoastaan estänyt infektiota, vaan se osoitti myös potentiaalia hoitona. Lisäkokeet COVID-tartunnan saaneilla eläimillä osoittivat, että CRISPR:llä ladattu nanopartikkeli vähensi viruskuormaa COVID-tartunnan saaneiden eläinten keuhkoissa ja esti immuunimyrskyä, joka laukaisee tappavia tapauksia. Hoidetuilla eläimillä oli korkeampi eloonjäämisaste.
Wang sanoi, että edessä on haasteita, erityisesti tavan kehittää hoitoa inhalaattorina, samalla tavalla kuin astmahoitoja.
"Parhaan tietomme mukaan tämä on ensimmäinen tutkimus, joka osoittaa, että CRISPR/Cas13:a voidaan käyttää SARS-CoV-2-infektion hoitoon", Wang sanoi. "Tämä nanosysteemi voidaan helposti mukauttaa tulevaisuudessa kohdentamaan muiden DNA-virusten, kuten hepatiitti B:n, aiheuttamaa infektiota."
Wangin lisäksi tutkimuksen vanhempia kirjoittajia ovat Shan-Lu Liu ja Yizhou Dong. Muita kirjoittajia ovat Zhifen Cui, Cong Zeng, Furong Huang, Fuwen Yuan, Jingyue Yan, Yue Zhao, Yufan Zhou, William Hankey, Victor X. Jin, Jiaoti Huang, Herman F. Staats, Jeffrey I. Everitt, Gregory D. Sempowski, ja Hongyan Wang.
Tämä tutkimus sai tukea Duken yliopiston lääketieteellisen korkeakoulun patologian osastolta; National Institute of Allergy and Infectious Diseases (UC6-AI058607, R01AI150473); National Cancer Institute (U54 CA260582), National Institute of General Medical Sciences (R35 GM144117) ja Ohio State University.
Tekijät Wang, Cui ja Dong ovat keksijöitä Duke Universityn teknologiaan liittyvässä immateriaalioikeussovelluksessa.
Alkuperäinen artikkelin lähde: WRAL TechWire