Nawet SARS-CoV-2 ma więc swojego własnego pasożyta, jak dowiedli naukowcy z Pennsylvania State University (USA). - Wirusy są podatne na eksploatację przez wadliwe wersje samych siebie - piszą naukowcy w artykule opublikowanym na łamach "PeerJ".
W jaki sposób działa ten mechanizm? Przy każdym powieleniu się koronawirusa jest ryzyko, że coś pójdzie nie tak. Podczas procesu replikacji wciąż dochodzi do przypadkowych mutacji, czyli zmian w budowie patogenu. Czasami wirusy z takim wadliwym materiałem genetycznym tracą zdolność do powielania się, ponieważ nie mają już genów zawiadujących budową białek, koniecznych aby powstała nowa cząstka. Aby "przetrwać" wadliwe wirusy zaczynają więc pasożytować na "oryginalnych".
Jak w ogóle dochodzi do powielenia się koronawirusa? Najpierw wirusy, takie jak SARS-CoV-2, aby się replikować muszą znaleźć gospodarza, a następnie umieścić w jego komórkach swój materiał genetyczny. A wtedy "nieświadoma" niczego komórka kopiuje obcy materiał genetyczny i wykorzystuje zakodowane tam informacje do budowy wirusowego białka, z którego powstają kolejne kopie patogenu. Te po pewnym czasie wydostają się z wykorzystanej już komórki i infekują nową. Jeśli jednak podczas procesu kopiowania w genomie wirusa dojdzie do pewnych błędów i zanikną geny kodujące białko, powstaje wadliwy wirus, który nie jest już zdolny do dalszego powielania się.
- Ale jeśli dzieli komórkę z nienaruszoną wersją tego samego wirusa, może wykorzystać nieswoje geny do replikacji - tak naukowcy tłumaczą, co to znaczy być pasożytem w świecie wirusów. Taki zmutowany wirus, dysponujący krótszym genomem, replikuje się o wiele szybciej niż oryginalny wirus, a ponadto może w pewien sposób zakłócać jego biochemiczne procesy.
Syntetyczny pasożyt SARS-CoV-2
Badacze z Pennsylvania State University sami stworzyli takiego wirusowego pasożyta. Posługując się metodami biotechnologii molekularnej usunęli z genomu SARS-CoV-2 niemal 90 proc. materiału genetycznego, dzięki czemu otrzymali wadliwą wersję wirusa, która nie zawiera już genów kodujących białka. Pozostawiono tam jednak genetyczną instrukcję, w jaki sposób replikować i pakować" genom. Tak zmodyfikowanego koronawirusa wprowadzono do małpich komórek pochodzących z laboratoryjnej hodowli. Następnie zainfekowali te same komórki oryginalnym SARS-CoV-2.
Obserwacje pokazały, że genom syntetycznego koronawirusa replikował się 3 razy szybciej niż oryginalny, wykorzystując jego białka. Dzięki temu syntetyczny wirus zaczął zakłócać replikację "prawdziwego" wirusa i to do tego stopnia, że w ciągu doby ilość SARS-CoV-2 w komórce zmniejszyła się o połowę (w porównaniu z zainfekowanymi komórkami kontrolnymi, którym nie wszczepiono "syntetyka").
W tym eksperymencie wykazano, że wirus SARS-CoV-2 "pomaga" wadliwemu wirusowi w replikacji, działając jednak na własną zgubę (bo oddaje mu swoje białka do dyspozycji). Autorzy odkrycia uważają, że ten mechanizm można by wykorzystać, pod pewnymi warunkami, do zwalczania infekcji SARS-CoV-2, jako "samopromującą się terapię przeciwwirusową".
- Chociaż natychmiastowe 50 proc. zmniejszenie obciążenia wirusem, który zaobserwowaliśmy, jest prawdopodobnie niewystarczające dla celów terapeutycznych, skuteczność z czasem się nasila (w miarę, gdy syntetyczny wirus zyskuje liczebną przewagę). Wyższą początkową skuteczność można uzyskać wykorzystując różnego typu wektory do dostarczania wadliwego wirusa do komórki - przekonują naukowcy.
Obecnie trwają badania z użyciem nanocząsteczek do transportu materiału genetycznego do środka wyhodowanej w laboratorium komórki. Ruszyły też badania na żywych zwierzętach. Następnie, jeśli wszystko się powiedzie, doświadczenia zostaną powtórzone na wyizolowanych komórkach płucnych człowieka.
Czy to jest bezpieczne?
Ten eksperyment wzbudził sporą dyskusję wśród ekspertów. Niepokoi na przykład, czy tego typu terapia nie zaostrzy objawów COVID-19, wywołując lub nasilając tzw. burzę cytokin, czyli nadmierną reakcję układu immunologicznego. - Tego niestety na tym etapie nie wiemy, ale wiele wskazuje na to, że najlepszy moment na "podanie syntetyku" to sam początek infekcji - przekonują badacze.
Komentatorzy podnoszą jeszcze inną kwestię. Istnieje niebezpieczeństwo, że "syntetycznemu wirusowi" w końcu zabraknie białek wytwarzanych przez standardowego wirusa i zaniknie. A wtedy oryginalny wirus odrodzi się na nowo. To są jednak kwestie, które dopiero będą przedmiotem badania.
Źródła: MedicalNewsToday.com, PeerJ.com
