Duke Health: Technologia edycji genów wykazuje skuteczność w zapobieganiu i leczeniu Covid-19

Uważa się, że jest to pierwsze przedsięwzięcie, w którym zespół badawczy kierowany przez Duke Health zademonstrował sposób wykorzystania technologii CRISPR do skutecznego zapobiegania infekcjom COVID i ich leczenia.

Eksperymenty weryfikujące koncepcję przeprowadzone na myszach zmodyfikowały obecnie dostępną nanocząsteczkę lipidową w celu dostarczenia specyficznego mRNA CRISPR/Cas13, który generuje niegościnne środowisko w płucach dla zakażenia SARS-CoV-2.

Jeśli dalsze badania na ludziach potwierdzą to podejście, może to doprowadzić do opracowania strategii zapobiegania, która nie będzie zależna od zdolności przeciwciał do rozpoznawania określonych struktur wirusowych, a zatem będzie skuteczna niezależnie od sposobu mutacji wirusa. Podejście to przynosi również korzyści lecznicze, zmniejszając obciążenie wirusem i zapobiegając nadmiernej reakcji immunologicznej, która może stać się śmiertelna podczas infekcji.

Wyniki badania ukazały się w Internecie 25 lipca w czasopiśmie Natura Chemiczna Biologia.

„Nasze wyniki sugerują, że technologia CRISPR stanowi unikalną strategię kontrolowania infekcji SARS-CoV-2 i powinna być stosowana jako potencjalne podejście do leczenia COVID” – powiedział starszy autor Qianbena Wanga, dr hab., profesor hab Zakład Patologii w Szkole Medycznej Uniwersytetu Duke’a.

Wang i współpracownicy skupili się na proteazie – enzymie rozkładającym białko – zwanej katepsyną L, w skrócie CTSL. Proteaza ta występuje obficie w płucach i od dawna uznawana jest za odgrywającą kluczową rolę w infekcji SARS-CoV-2 i wielu innych zakażeniach koronawirusem, umożliwiając wirusowi przedostawanie się do komórek gospodarza i namnażanie się.

Zespoły innych badaczy od wielu lat próbują stosować inhibitory CTSL w celu udaremnienia infekcji koronawirusem. Eksperymenty laboratoryjne były obiecujące, ale testy na zwierzętach dały rozczarowujące wyniki.

Stosując technologię CRISPR – czyli wyłączając geny w celu wyeliminowania pewnych nieprawidłowości, czyli w tym przypadku funkcji CTSL – zespół Wanga stworzył sposób na bezpieczne zainicjowanie hamowania CTSL.

CRISPR/Cas13, podany dożylnie przez nanocząsteczkę lipidową, obniżył CTSL w płucach zwierząt, co skutecznie i bezpiecznie blokowało przedostawanie się wirusa SARS-CoV-2 do komórek i infekowanie żywiciela.

Korzyści z tego podejścia w zapobieganiu Covid-19 były ograniczone w czasie i trwały kilka dni, a nie miesięcy lub lat, jakie oferują szczepionki. Jeśli jednak system podawania będzie można opracować jako inhalator zamiast kroplówki, lek będzie można podawać samodzielnie jako środek zapobiegawczy przed podróżą samolotem lub dużym zgromadzeniem lub wkrótce po niej.

Takie podejście nie tylko zapobiegło infekcjom, ale także wykazało potencjał jako leczenie. Dalsze eksperymenty na zwierzętach zakażonych Covid-19 wykazały, że nanocząsteczka obciążona CRISPR zmniejsza miano wirusa w płucach zwierząt z infekcją Covid-19 i hamuje burzę immunologiczną wywołującą przypadki śmiertelne. Leczone zwierzęta charakteryzowały się wyższymi wskaźnikami przeżycia.

Wang powiedział, że stoją przed nami wyzwania, w szczególności opracowanie sposobu podawania leku w postaci leku wziewnego, podobnego do tego, w jaki stosuje się leki na astmę.

„Według naszej najlepszej wiedzy jest to pierwsze badanie wykazujące, że CRISPR/Cas13 można stosować w leczeniu zakażenia SARS-CoV-2” – powiedział Wang. „Ten nanosystem można w przyszłości łatwo dostosować do zwalczania infekcji innymi wirusami DNA, takimi jak wirus zapalenia wątroby typu B”.

Oprócz Wanga starszymi autorami badania są Shan-Lu Liu i Yizhou Dong. Inni autorzy to 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, i Hongyana Wanga.

Badanie to otrzymało wsparcie ze strony Katedry Patologii Szkoły Medycznej Duke University; Narodowy Instytut Alergii i Chorób Zakaźnych (UC6-AI058607, R01AI150473); Narodowy Instytut Raka (U54 CA260582), Narodowy Instytut Ogólnych Nauk Medycznych (R35 GM144117) i Uniwersytet Stanowy Ohio.

Autorzy Wang, Cui i Dong są wynalazcami wniosku dotyczącego własności intelektualnej związanego z technologią zgłoszoną przez Duke University.

Oryginalne źródło artykułu: WRALTechWire