Teadlased avastasid uue käepärase võimaluse koroonat ennetada ja ravida

Ravimeetod peaks kõigi eelduste kohaselt peatama koroonaviiruse paljunemise ka inimese kopsudes. Foto: Shutterstock

California Berkeley ülikooli teadlased on loonud uue Covid-19 ravivahendi, mis võib ühel päeval teha SARS-CoV-2 infektsioonide ravimise sama lihtsaks kui allergia korral ninasprei kasutamise, vahendab Medical Xpress. Meetodi muudab eriliseks võimalus kasutada seda kõikide koroonatüvede ja tulevikus võib-olla ka gripi vastu.

Ravis kasutatakse sünteetilise DNA lühikesi juppe, et pärssida geneetilist mehhanismi, mis võimaldab koroonaviirusel kehas paljuneda.

Ajakirjas Nature Communications avaldatud uues uuringus näitas töörühm, et need lühikesed lõigud, mida nimetatakse antisenss-oligonukleotiidideks (ASO), takistavad viiruse paljunemist inimese rakkudes väga tõhusalt. Ninasse manustatuna on need lõigud tõhusad ka Covid-19 nakkuse ennetamisel ja ravimisel hiirtel ja hamstritel.

«Vaktsiinid muudavad tohutult palju, kuid vaktsiinid ei ole universaalsed ja endiselt on vajadus muude lähenemisviiside järele,» ütles Berkeley ülikooli toitumisteaduste ja toksikoloogia osakonna metaboolse bioloogia professor Anders Näär, töö vanemautor. «Ninasprei, mis on kõikjal odavalt saadaval ja mis võib takistada kellegi nakatumist või rasket haigestumist, võib olla tohutult kasulik.»

Kuna ASO-ravi on suunatud viiruse genoomi osale, mis on erinevate variantide seas ühene, on see efektiivne kõigi SARS-CoV-2 «murettekitavate variantide» vastu inimrakkudes ja loommudelites. Samuti on see keemiliselt stabiilne ja odav toota, mistõttu sobib see ideaalselt Covid-19 nakkuste raviks maailma piirkondades, kus puudub juurdepääs elektrile või külmutusseadmele.

Kui ravi osutub inimestel ohutuks ja tõhusaks, saab ASO-tehnoloogiat hõlpsasti muuta, et see oleks suunatud ka teiste RNA viiruste vastu. Uurimisrühm otsib juba viisi, kuidas seda kasutada gripiviiruste hävitamiseks.

«Kui suudame kavandada ASO-sid, mis sihivad terveid viirusperekondi, siis uue pandeemia tekkimisel – kui teame, millisesse perekonda viirus kuulub – saame kasutada nina kaudu manustatud ASO-sid pandeemia mahasurumiseks selle varases staadiumis,» ütleb uuringu peamine autor, dr Chi Zhu. «See on selle uue ravi ilu.»

Viirusliku koopiamasina häkkimine

Sarnaselt DNA-ga kannab RNA geneetilist teavet, kuid erinevalt DNA-st tuleb RNA tavaliselt ühes ahelas, ilma teise komplementaarse ahelata, mis moodustab topeltheeliksi. Kuid RNA seondub endiselt kergesti komplementaarsete ahelate järjestustega. ASO-d on laboris valmistatud DNA-sarnaste molekulide lühikesed ahelad, mis on programmeeritud kleepuma viiruste ja rakkude spetsiifiliste RNA järjestuste külge.

Näär ja tema meeskond on rohkem kui kümme aastat uurinud, kuidas neid molekule saaks kasutada sõnumitooja RNA ja mikroRNA aktiivsuse muutmiseks inimkehas, mis võib muuta selliseid haigusi nagu rasvumine, II tüüpi diabeet, rasvmaksahaigused ja Duchenne'i lihasdüstroofia. Kui tabas Covid-19 pandeemia, mobiliseerus ta meeskond kiiresti, et uurida, kas ASO-sid saab kasutada ka SARS-CoV-2 takistamiseks.

«SARS-CoV-2 genoom on üheahelaline RNA, mis on sarnane sõnumi-RNA või mikroRNA-ga,» ütles Näär. «Mõtlesime, et võiksime neid ASO-sid kasutada viiruse RNA-le kleepimiseks ja selle toimimise takistamiseks.»

Koostöös Berkeley ülikooli rahvatervise kooli ja molekulaar- ja rakubioloogia osakonna dotsent Sarah Stanley laboriga ning Innovatiivse genoomika instituudi teadlastega alustas meeskond SARS-CoV-2 viiruse vastandamist sadade erinevate ASO-de vastu. Kõik need ASO-d olid kavandatud häirima viiruse RNA erinevat piirkonda, sealhulgas piirkonda, mis kodeerib kurikuulsat ogavalku, mis aitab SARS-CoV-2 viirusel peremeesrakke kaaperdada.

Kõigist nendest sihtmärkidest tuvastasid nad ühe, mis oli viiruse hävitamisel märkimisväärselt tõhusam. See sihtmärk oli viiruse RNA osa, mis moodustab «juuksenõela silmuse» struktuuri. See kelmikas nimi tähistab sõnumi-RNA (mRNA) paaritut silmust, mis tekib siis, kui mRNA ahel voltib end kokku ja moodustab rööpse struktuuri sama ahela teise osaga. See näib mängivat võtmerolli SARS-CoV-2 paljunemise soodustamisel.

«Näitasime, et kui siduda selle »juuksenõelaga« ASO, siis see lahustab juuksenõela ja RNA moodustab mullstruktuuri asemel sirgjoone,» rääkis Näär. «Me arvame, et see takistab viiruse tõhusat kopeerimist ja paljunemist ning leidsime, et see oli uskumatult tõhus viiruse replikatsiooni ärahoidmisel inimese rakkudes.»

Kui nad manustasid ASO-sid nakatunud hamstrite ja hiirte ninna, leidis meeskond, et need on väga tõhusad nii Covid-19 nakkuse ennetamisel kui ka ravimisel. Oluline on see, et need katsed näitasid, et ASO-d ei stimuleerinud olulist immuunvastust, mis näitab, et ASO-d ei põhjusta tõenäoliselt inimestele toksilisi kõrvaltoimeid.

Kuna juuksenõela silmuse struktuur leidub kõigis teadaolevates SARS-CoV-2 variantides, peaksid ASO-d olema tõhusad nende kõigi vastu. Selle tõestamiseks kordas meeskond oma katseid kõigi peamiste variantidega.

«SARS-CoV-2 siseneb kehasse ja kaaperdab meie enda mehhanismid, et saada paljundusmasin, mis toodab tonni viiruskoopiaid nakkuse leviku suurendamiseks,» ütles uuringu üks autor Justin Lee. «Suutsime leida viiruse RNA-st võtmekoodi, mis võimaldab koopiamasinal töötada, ja kõik variandid, sealhulgas delta ja omikron, jagavad sama võtmekoodi.»

Nääri sõnul on meeskond juba tuvastanud täiendava ASO sihtmärgi, mis sisaldub kõigi SARS-i perekonna viiruste, sealhulgas 2002. aasta SARS-i puhangu põhjustanud viiruse SARS-CoV-1 geneetilises koodis. Nende kahe ASO «kokteil» võib olla viiruse allasurumisel veelgi tõhusam.

Näär on siiski optimistlik, et kunagi võiks teraapiat kasutada osana Covid-19 ja teiste viirushaiguste ravis.

«On väga selge, et see viirus ei kao kuhugi,» ütles Näär. «Vajame sellega toime tulemiseks palju erinevaid võimalusi ja ravimeetodid.»