Nowe leki antywirusowe mierzą w komórkę-gospodarza

Zamiast atakować samego wirusa, naukowcy wpadli na pomysł rozwijania takich leków antywirusowych, które mierzyłyby w środowisko komórkowe wirusa, w taki sposób, aby stało mu się ono wrogie. Wirusy są praktycznie pasożytami komórkowymi, to znaczy, że są one całkowicie zależne od obecności komórek-gospodarzy, aby mogły się mnożyć.

Wirusy posiadają swój własny genom i kodują one dla protein zdolnych do kopiowania ich własnego kwasu nukleinowego, ale inne elementy, niezbędne dla cyklu wirusowego, dostępne w komórce, są także całkowicie przejmowane przez wirusy. Antywirusy mierzą głównie w samego wirusa, zatrzymując całkowicie kopiowanie kwasu nukleinowego, na przykład. Ta metoda jest skuteczna, ale mało trwała, niestety, wraz z upływającym czasem: niektóre wirusy mają właściwość szybkiego mutowania i mogą stać się odporne na leki antywirusowe.

Inne strategie walki z wirusami byłyby więc naprawdę mile widziane: środowisko komórkowe jest równie ważne dla rozwoju wirusa, więc dlaczego nie można by spróbować zmodfikować go tak, żeby stało się dla niego naprawdę niegościnne?

Tego właśnie spróbowała dokonać ekipa naukowców z Uniersytetów w Edynburgu. Wymyślili oni metodę, której szczegóły opublikowano w dzienniku PNAS. Metoda ta pozwala przetestować efekt działania na infekcję wirusową, jeśli zwiększymy bądź zmniejszymy ilości pewnych substancji i cząsteczek obecnych w komórce, nazywanych microRNA. Złożone z jakiejś dwudziestyki nukleotydów, microRNA regulują ekpresję wielkiej liczby genów: wszystkie RNA posiadające sekwencję bliską microRNA są degradowane, co prowadzi do zmniejszenia syntezy proteiny odpowiadającej. Efekt ten może następnie powtórzyć kaskadowo na innych genach i proteinach, modyfikując w ten sposób środowisko wewnątrzkomórkowe.

Aby zwiększyć lub zmniejszyć liczbę microRNA w komórkach, naukowcy użyli cząsteczek, które je naśladują, czyli cząsteczek identycznych do mircoRNA, albo cząsteczek, które je przechwytują, czyli RNA uzupełniającego, który ma zdolności do przetrzymywania microRNA. Te molekuły, których jest 312 i które wszystkie są inne, zostały wprowadzone metodą in vitro do komórek zwierzęcych. Nawet jeśli te molekuły nie okazały się toksyczne, to te same komórki zostały następnie zainfekowane, w 60 godzin później, przez wirusy zmodyfikowane tak, aby mogła zajść ekspresja fluoroscencyjnej proteiny, czyli GFP, green fluorescent protein. Po trzech dniach takiej hodowli w warunkach sprzyjających replikacji wirusowej, komórki zostały przeanalizowane w celu określenia ilości wyemitowanej fluoroscencji, która będzie w ten sposób proporcjonalna do ilości wirusa.

Badacze przetestowali wiele wirusów: na przykład, wirus hereps, cytomegalowirus, wirus gorączki lasu Semliki. Wirusy te nie należą do tej samej rodziny oraz nie używają tej samej strategii replikowania na łonie komórki. Jednakże, podczas gdy niektóre molekuły nie wywierają żadnego wpływu na namnażanie wirusa, albo jeszcze podczas gdy niektóre nawet polepszają namnażanie wirusa, to niektóre molekuły, na podobieństwo miR-199a-3p, są zdolne do redukcji akumulacji wszystkich tych wirusów.

Naukowcy nie mogli jeszcze określić czy działanie miR-199a-3p jest rzeczywiście bezpośrednie, to znaczy, czy miR-199a-3p modyfikuje środowisko wewnątrzkomórkowe, czy też może działanie jego jest pośrednie, co znaczy, że miR-199a-3p działa na samego wirusa we własnej postaci.

Jednakże, strategia przesiewania molekuł, którą zastosowano, być może będzie mogła być używana na wielką skalę, w badaniach nad odkryciem nowych cząsteczek antywirusowych mierzących w inne wirusy, albo w badaniach fundamentalnych, po prostu po to, aby lepiej zrozumieć funkcjonowanie wirusa w komórce.