Исследователи из медицинского центра Джорджтаунского университета успешно использовали молекулы, состоящие из небольших цепочек РНК, чтобы остановить производство деструктивных белков, генерируемых вирусом COVID-19. Кроме того, исследователи работают над аэрозольной обработкой молекул РНК, чтобы их можно было включить в вдыхаемый препарат, который смягчил бы вирусный хаос. Открытие опубликовано сегодня в журнале "Генная терапия" .
Ключом к усилиям Джорджтаунских исследований было использование либо микроРНК (miRNA), либо сайленсирующей РНК (siRNA, также известной как малая интерферирующая РНК), которые являются молекулами РНК. Эти молекулы могут направлять окончательное выражение того, как продуцирование белка происходит в вирусе. И именно белки, продуцируемые SARS-CoV-2 (вирусом, вызывающим COVID-19), сеют хаос у людей.
SARS-CoV-2 имеет биологическое сходство с другими респираторными вирусами, такими как сезонный грипп. Использование Тамифлю® (осельтамивира) для лечения и профилактики инфекции, вызванной гриппом, оказалось полезным для уменьшения симптомов гриппа и уменьшения его летальности у некоторых людей.
«Мы считаем, что наш подход подавляет производство вирусного белка и может быть использован практически против любого респираторного вируса», - говорит Дж. Ян Галликано, доктор философии, доцент кафедры биохимии и молекулярной и клеточной биологии Медицинского центра Джорджтаунского университета. «Благодаря нашим результатам, Джорджтаунский университет подал заявку на патент на последовательности миРНК, которые, как было показано, имеют лучший эффект на подавление вирусного белка».
Еще одним ключом к усилиям исследователя был тот факт, что miRNA и siRNA могут быть жирорастворимы, что облегчает их всасывание с помощью спрея в носовые ходы, выстланные слизистыми оболочками. Было обнаружено, что нерастворимые жировые соединения раздражают носовые ходы при вдыхании.
Хотя Тамифлю - это таблетка, которая может помочь контролировать грипп, предложенное исследователями Джорджтауна лекарство имеет более сложное заболевание, с которым нужно бороться, и, следовательно, его механизм действия будет другим. РНК-нацеливающий агент в виде аэрозоля против SARS-CoV-2 будет препятствовать выработке белковых пиков, связанных с инфекционностью вируса, и тем самым уменьшать последующее распространение вируса.
Вирусная стратегия ученого основана на исследовании, которое Галликано и его сотрудники проводят для лечения сердечной недостаточности, в котором miRNA используется для нацеливания на гены, которые могут влиять на способность сердца нормально функционировать. Изменив этот кардиологический подход, исследователи показали, что miRNA и siRNA могут нацеливаться на информационную РНК внутри вируса. По словам Галликано, поскольку SARS-CoV-2 использует информационную РНК для генерации белков, необходимых для размножения и инфицирования, способность нацеливаться на вирусные механизмы внутри клеток через миРНК, в частности, может помочь остановить вирус.
Ученые проверили свой подход на двух типах клеток в лаборатории, в том числе на клетках одного типа из дыхательного горла человека (трахеи). Против трахеальных и нетрахеальных клеток исследователи использовали миРНК и обнаружили, что они могут подавлять функцию белка дозозависимым образом, что, как они впоследствии обнаружили, было связано с деградацией матричной РНК.
Исследователи изучали, могут ли miRNA и siRNA останавливать производство белков, жизненно важных для здоровой клетки. Посредством серии экспериментов они обнаружили, что при использовании siRNA было меньше «нецелевых» эффектов по сравнению с miRNA; Нецелевые эффекты могут привести к тому, что нормальные клетки выйдут из строя.
«Если наш подход окажется успешным в будущих экспериментах, мы уверены, что эту технологию можно будет быстро перенести с рабочего места на место у постели больного», - заключает Галликано.
Помимо Галликано, авторами рукописи являются Джиаю Фу, М.С., Самикша Махапатра, М.С., а также Джон Л. Кейси, доктор философии, из Джорджтаунского университета.
Эта работа финансировалась за счет пилотного проекта COVID-19 от Медицинского центра Джорджтаунского университета. Галликано, Фу и Махапатра названы изобретателями в патентной заявке, направленной на молекулярное нацеливание на уязвимые последовательности РНК в SARS-CoV-2.
