Inhibice viru SARS-CoV-2 pomocí programovatelných „molekulárních nůžek“
Pomocí biologické syntézy byly vytvořeny umělé enzymy, které lze naprogramovat k inhibici viru SARS-CoV-2 zacílením na jeho genetický kód. Tento objev by mohl být použit k vývoji nové generace antivirových léků.
Enzymy jsou přirozeně se vyskytující biologické katalyzátory, které umožňují chemické přeměny potřebné pro fungování našeho těla. Některé třídy enzymů jsou schopny zacílit na specifické sekvence molekul RNA a přesně je štěpit. V roce 2014 byly vytvořeny XNAzymy – jinými slovy syntetické chemické alternativy RNA a DNA, které se v přírodě nenacházejí. Jedná se tak o první, zcela umělé enzymy na světě. Tyto enzymy mohou být naprogramovány tak, aby útočily pouze na zmutované molekuly RNA podílející se na rakovině a jiných závažných onemocněních. V nedávné studii byly výsledky tohoto výzkumu využity i ke zneškodnění viru SARS-CoV-2.
Zjednodušeně řečeno, XNAzymy fungují jako „molekulární nůžky“, které lze naprogramovat k rozpoznání určité molekulární sekvence RNA, kterou pak vystřihnou a zlikvidují. Vědci začali skenovat a hledat sekvence, na které by XNAzymy mohly zaútočit. Katalytické jádro XNAzymů je neměnné, což umožňuje vytvoření nových XNAzymů za mnohem kratší dobu, než běžně vyžaduje vývoj antivirových léků. Práci s tímto novým terapeutickým nástrojem vědci sami obrazně přirovnávají k práci s nůžkami, jejichž celkový design zůstává stejný, ale můžete měnit čepele nebo rukojeti v závislosti na materiálu, který chcete stříhat.
Protože je působení XNAzymů vysoce specifické, nemělo by mít vedlejší účinky typu např. jaterní toxicity, jako je tomu při nasazení podobných, méně přesně cílených molekulárních terapeutik.
SARS-CoV-2 má schopnost se vyvíjet a měnit svůj genetický kód, což vede k novým variantám viru, proti kterým jsou stávající vakcíny méně účinné. S tímto si však dokáží modifikované XNAzymy poradit. XNAzymy by mohly být potenciálně podávány jako prevence či léčba již probíhající infekce vyvolané různými mutacemi tohoto viru, obzvláště u pacientů s oslabeným imunitním systémem.
Výzkumníci budou XNAzymy i nadále vylepšovat, mají být ještě specifičtější a robustnější a celkově „neprůstřelné,“ zůstávat v těle déle a fungovat ještě účinněji i v menších dávkách.
Ing. Vít Smejkal
- 11. 2022
Zdroj: Pereyra Gerber P, Donde MJ, Matheson NJ, Taylor AI (2022): XNAzymes targeting the SARS-CoV-2 genome inhibit viral infection. Nature Communications, 13, Article No. 6716. doi: 10.1038/s41467-022-34339-w
