de fleste bakterielle infektioner kan behandles med antibiotika som penicillin, opdaget årtier siden. Sådanne lægemidler er imidlertid ubrugelige mod virusinfektioner, herunder influens, forkølelse og dødelige hæmoragiske feber som Ebola.
nu, i en udvikling, der kan transformere, hvordan virusinfektioner behandles, har et team af forskere ved MIT ‘ s Lincoln Laboratory designet et lægemiddel, der kan identificere celler, der er blevet inficeret af enhver form for virus, og derefter dræbe disse celler for at afslutte infektionen.
mikroskopbillederne ovenfor viser, at DRACO med succes behandler virusinfektioner. I det venstre sæt med fire fotos dræber rhinovirus (den almindelige forkølelsesvirus) ubehandlede humane celler (nederst til venstre), mens DRACO ikke har nogen toksicitet i uinficerede celler (øverst til højre) og hærder en inficeret cellepopulation (nederst til højre). Tilsvarende dræber dengue hæmoragisk febervirus i det højre sæt med fire fotos ubehandlede abeceller (nederst til venstre), mens DRACO ikke har nogen toksicitet i uinficerede celler (øverst til højre) og hærder en inficeret cellepopulation (nederst til højre). / Forstør billede
i et papir, der blev offentliggjort 27.juli i tidsskriftet PLoS One, testede forskerne deres lægemiddel mod 15 vira og fandt, at det var effektivt mod dem alle — inklusive rhinovirus, der forårsager forkølelse, H1N1-påvirkning, en mavevirus, en poliovirus, denguefeber og flere andre typer hæmoragisk feber.
lægemidlet virker ved at målrette mod en type RNA, der kun produceres i celler, der er blevet inficeret af vira. “I teorien skal det arbejde mod alle vira,” siger Todd Rider, en seniorforsker i Lincoln Laboratory ‘ s Chemical, Biological and Nanoscale Technologies Group, der opfandt den nye teknologi.
fordi teknologien er så bredspektret, kan den potentielt også bruges til at bekæmpe udbrud af nye vira, såsom SARS-udbruddet i 2003 (svær akut respiratorisk syndrom), siger Rider.
andre medlemmer af forskergruppen er Lincoln Labs medarbejdere, Christina Boettcher, Tara Boettcher, Jennifer Pancoast og Benjamin Pancoast.
Få antivirale midler til rådighed
Rider havde ideen om at forsøge at udvikle en bredspektret antiviral terapi for omkring 11 år siden, efter at have opfundet CANARY (cellulær analyse og anmeldelse af Antigenrisici og udbytter), en biosensor, der hurtigt kan identificere patogener. “Hvis du opdager en patogen bakterie i miljøet, er der sandsynligvis et antibiotikum, der kan bruges til at behandle nogen udsat for det, men jeg indså, at der er meget få behandlinger derude for vira,” siger han.
der er en håndfuld lægemidler, der bekæmper specifikke vira, såsom proteasehæmmere, der bruges til at kontrollere HIV-infektion, men disse er relativt få i antal og modtagelige for viral resistens. Rider hentede inspiration til sine terapeutiske midler, kaldet DRACOs (dobbeltstrengede RNA-aktiverede Caspase-Oligomerisatorer), fra levende cellers egne forsvarssystemer.
når vira inficerer en celle, overtager de dens cellulære maskiner til deres eget formål — det vil sige at skabe flere kopier af virussen. Under denne proces skaber vira lange strenge af dobbeltstrenget RNA (dsRNA), som ikke findes i humane eller andre dyreceller.
som en del af deres naturlige forsvar mod virusinfektion har humane celler proteiner, der låses fast på dsRNA og udløser en kaskade af reaktioner, der forhindrer virussen i at replikere sig selv. Imidlertid kan mange vira overvinde dette system ved at blokere et af trinene længere nede i kaskaden.Rider havde ideen om at kombinere et dsRNA-bindende protein med et andet protein, der inducerer celler til at gennemgå apoptose (programmeret celle selvmord) — lanceret, for eksempel når en celle bestemmer, at den er på vej til at blive kræft. Derfor, når den ene ende af DRACO binder til dsRNA, signalerer den den anden ende af DRACO for at indlede celle selvmord.
at kombinere disse to elementer er en “god ide” og en meget ny tilgang, siger Karla Kirkegaard, professor i mikrobiologi og immunologi ved Stanford University. “Virus er ret gode til at udvikle modstand mod ting, vi forsøger imod dem, men i dette tilfælde er det svært at tænke på en simpel vej til lægemiddelresistens,” siger hun.
hver DRACO indeholder også et “leveringsmærke”, der er taget fra naturligt forekommende proteiner, der gør det muligt at krydse cellemembraner og komme ind i enhver menneskelig eller dyrecelle. Men hvis der ikke er nogen dsRNA, forlader DRACO cellen uskadt.
de fleste af de test, der blev rapporteret i denne undersøgelse, blev udført i humane og dyreceller dyrket i laboratoriet, men forskerne testede også DRACO hos mus inficeret med H1N1-virus. Når mus blev behandlet med DRACO, blev de fuldstændigt helbredt af infektionen. Testene viste også, at DRACO i sig selv ikke er giftig for mus.
forskerne tester nu DRACO mod flere vira hos mus og begynder at få lovende resultater. Rider siger, at han håber at licensere teknologien til forsøg i større dyr og til eventuelle humane kliniske forsøg.
dette arbejde er finansieret af et tilskud fra National Institute of Allergy and Infectious Diseases og det nye Englands regionale ekspertisecenter for Biodefense og nye infektionssygdomme med tidligere finansiering fra Defense Advanced Research Projects Agency, Defense Threat Reduction Agency og direktør for Defense Research& Engineering (nu assisterende forsvarsminister for forskning og teknik).