Це може стати проривом у боротьбі з COVID-19. Коли дефектний, нешкідливий для людини вірус потрапляє в клітину, вже інфіковану "правильним" генетично незмінним вірусом-патогеном, то змушує цей патоген реплікувати саме цю нешкідливу версію, а не патоген.
Вірусологи вже багато років знайомі з цим явищем щодо РНК-вірусів. І от тепер американські науковці під керівництвом професора Марко Арчетті з Пенсільванського університету показали, що цей механізм працює і для SARS-CoV-2.
В статті в науковому журналі "PeerJ" описується розробка доказової концепції терапії з використанням синтезованого SARS-CoV-2. Зафіксовано, що синтетично змінений геном може розмножуватися в 3,3 раза швидше, ніж геном вірусу "дикого" типу, і це привело до зниження вірусного патогенного навантаження вдвічі за 24 години.
Дослідники генетично модифікували РНК вірусу SARS-CoV-2, позбавивши генів, відповідальних за виробництво білків, необхідних для його реплікації, тобто дублювання в клітині інфікованого носія вірусу. Це так званий делеційний мутант, тобто з дефектом частини генів. Така вірусна РНК не здатна самовідтворюватися, бо їй бракує молекулярного механізму, необхідного для цього процесу. Однак якщо в цій же клітині перебуває РНК "правильного" патогенного вірусу, то РНК делеційного вірусу може швидко розмножуватися, використовуючи білки, що виробляються в клітині на основі РНК патогенного вірусу. Вірус-паразит розмножується значно швидше, ніж патогенний вірус, оскільки його РНК коротша і може бути подвоєна швидше, ніж довша РНК звичайного вірусу.
"У наших експериментах ми показуємо, що патогенний вірус SARS-CoV-2 "дикого" типу реально забезпечує реплікацію і поширення нашого синтетичного вірусу, тим самим ефективно сприяючи зниженню власного розмноження. Версія такої синтетичної конструкції може використовуватися в якості самоактивованої противірусної терапії COVID-19", зазначено в статті групи доктора Марко Арчетті.
Коли вірус атакує клітину, патоген прикріплюється до поверхні клітини. Після цього вірус вводить свій генетичний матеріал – РНК у випадку SARS-CoV-2 – у клітину. Відтак клітину змушують реплікувати і продукувати вірусний генетичний матеріал і виробляти його віріони. Потім ці вірусні частинки вириваються з клітини і прямують до інших клітин, щоб заразити їх.
Власне різна динаміка розмноження РНК обох вірусів в одній клітині і призводять до того, що РНК делеційного вірусу діє як паразит патогенного вірусу. Швидка реплікація його РНК призводить до того, що вже через короткий час молекул РНК делеційного вірусу стає значно більше, ніж звичайного вірусу. Коли готові вірусні частинки з РНК в білкових оболонках вивільняються з клітини, то більшість цих нових вірусів є нешкідливі для людини делеційні віруси, а лише невелика частина – небезпечні віруси SARS-CoV-2.
Цю теоретичну модель американські науковці підтвердили на вирощених в лабораторії клітинах з епітелію нирки мавпи Vero-E6: протягом 24 годин такий делеційний вірус зменшував кількість патогенного вірусу вдвічі.
Доктор Арчетті зазначив, що таке зниження рівня вірусу недостатнє для терапевтичних цілей. Але в експериментах вірусні РНК вводили в клітини, використовуючи так звану електропорацію: під дією електричного поля на клітинну мембрану в ній на частку секунди утворюються отвори, через які можуть проникати молекули, – а цей метод не забезпечує високих рівнів "інфікування" делеційним вірусом.
В ще не опублікованому дослідженні вчені використали для введення в клітини делеційних вірусів наночастинки і зафіксували, що рівень патогенного вірусу зменшується у більш як 25 разів за 12 годин.
Наступним етапом будуть експерименти на клітинних лініях легень людини. Планується також спробувати використати для доставки делеційного вірусу спайкового білка коронавірусу SARS-CoV-2, який відповідає за проникнення вірусу в клітини людини, зокрема його штаму "дельта" як найзаразнішого.
Метод боротьби з ковідом з використанням делеційного вірусу SARS-CoV-2 може виявитися ефективнішим, ніж чисто фармакологічні засоби, бо він буде націлений конкретно і виключно на вірус SARS-CoV-2 і не буде містити будь-яких хімічних засобів, що можуть викликати побічні ефекти. В процесі зменшення концентрації патогенного вірусу буде зменшуватися і концентрація делеційного вірусу, оскільки розмножуватися він може тільки за рахунок "дикого" вірусу.
Однак ці теоретичні міркування ще треба буде перевірити в майбутніх клінічних дослідженнях.
Марко Арчетті
14.07.2021