useimpia bakteeri-infektioita voidaan hoitaa antibiooteilla, kuten vuosikymmeniä sitten löydetyllä penisilliinillä. Tällaiset lääkkeet ovat kuitenkin hyödyttömiä virusinfektioita, kuten influenssaa, flunssaa ja tappavaa verenvuotokuumetta, kuten Ebolaa, vastaan.
nyt kehityksessä, joka voisi muuttaa virusinfektioiden hoitoa, MIT: n Lincoln-laboratorion tutkijaryhmä on suunnitellut lääkkeen, joka voi tunnistaa minkä tahansa virustyypin tartuttamat solut ja sitten tappaa nämä solut lopettaakseen tartunnan.
yllä olevat mikroskooppikuvat osoittavat, että DRACO hoitaa virusinfektioita onnistuneesti. Vasemmassa neljän kuvan sarjassa rinovirus (flunssavirus) tappaa käsittelemättömiä ihmissoluja (alhaalla vasemmalla), kun taas Draco: lla ei ole toksisuutta infektoimattomissa soluissa (ylhäällä oikealla) ja parantaa infektoituneen solupopulaation (alhaalla oikealla). Samoin oikeassa neljän kuvan sarjassa dengueverenvuotokuumevirus tappaa hoitamattomia apinan soluja (alhaalla vasemmalla), kun taas Draco: lla ei ole toksisuutta infektoimattomissa soluissa (ylhäällä oikealla) ja parantaa infektoituneen solupopulaation (alhaalla oikealla).
PLoS One-lehdessä 27. heinäkuuta julkaistussa artikkelissa tutkijat testasivat lääkkeensä 15 virusta vastaan ja totesivat sen tehoavan kaikkiin niihin — mukaan lukien rinoviruksiin, jotka aiheuttavat flunssaa, H1N1-influenssaa, vatsavirusta, poliovirusta, denguekuumetta ja useita muita verenvuotokuumetyyppejä.
lääke toimii kohdistamalla RNA-tyyppiä, joka on tuotettu vain virusten infektoimissa soluissa. ”Teoriassa sen pitäisi toimia kaikkia viruksia vastaan”, sanoo Todd Rider, Lincolnin laboratorion kemian -, biologian-ja nanokokoisten teknologioiden ryhmän vanhempi tutkija, joka keksi uuden teknologian.
koska teknologia on niin laaja-alaista, sitä voitaisiin mahdollisesti käyttää myös uusien virusten, kuten vuoden 2003 SARS-epidemian (severe acute respiratory syndrome), torjuntaan, Rider sanoo.
muita tutkimusryhmän jäseniä ovat Lincoln Labin henkilökunnan jäsenet Scott Wick, Christina Zook, Tara Boettcher, Jennifer Pancoast ja Benjamin Zusman.
harvat viruslääkkeet
Rider sai idean kokeilla laajakirjoisen viruslääkkeen kehittämistä noin 11 vuotta sitten keksittyään Canaryn (Soluanalyysi ja Antigeeniriskien ja tuotosten ilmoittaminen), biosensorin, joka pystyy tunnistamaan taudinaiheuttajat nopeasti. ”Jos havaitsee ympäristössä patogeenisen bakteerin, on todennäköisesti olemassa antibiootti, jolla sille altistunutta voitaisiin hoitaa, mutta tajusin, että viruksille on olemassa hyvin vähän hoitoja”, hän sanoo.
on olemassa kourallinen lääkkeitä, jotka torjuvat tiettyjä viruksia, kuten HIV-infektion hoitoon käytettäviä proteaasinestäjiä, mutta näitä on suhteellisen vähän ja ne ovat alttiita virusresistenssille.
Rider ammensi inspiraatiota terapeuttisiin agentteihinsa, joita kutsutaan dracoiksi (kaksijuosteiset RNA-aktivoidut Kaspaasi-Oligomeraattorit), elävien solujen omista puolustusjärjestelmistä.
kun virukset tarttuvat soluun, ne valtaavat sen solukoneiston omaan tarkoitukseensa-eli luovat lisää kopioita viruksesta. Tämän prosessin aikana virukset luovat pitkiä naruja kaksijuosteista RNA: ta (dsRNA), jota ei ole ihmisen tai muiden eläinten soluissa.
osana luonnollista puolustustaan virusinfektiota vastaan ihmissoluissa on proteiineja, jotka kiinnittyvät dsRNA: han ja käynnistävät reaktiokasadin, joka estää virusta replikoimasta itseään. Kuitenkin, monet virukset voivat ovelampi, että järjestelmä estämällä yksi askeleet alempana cascade.
Rider sai idean yhdistää dsRNA: ta sitova proteiini toiseen proteiiniin, joka indusoi solut apoptoosiin (ohjelmoitu soluitsemurha) — laukaistuna esimerkiksi silloin, kun solu päättää olevansa matkalla syöpäkasvaimeksi. Niinpä kun Dracon toinen pää sitoutuu dsRNA: han, se viestii Dracon toisesta päästä soluitsemisen aloittamisesta.
näiden kahden elementin yhdistäminen on ”loistava idea” ja hyvin uudenlainen lähestymistapa, sanoo mikrobiologian ja immunologian professori Karla Kirkegaard Stanfordin yliopistosta. ”Virukset ovat aika hyviä kehittämään vastustuskykyä asioille, joita yritämme niitä vastaan, mutta tässä tapauksessa on vaikea ajatella yksinkertaista polkua lääkeresistenssiin”, hän sanoo.
jokainen DRACO sisältää myös luonnossa esiintyvistä proteiineista otetun ”delivery tagin”, jonka avulla se läpäisee solukalvot ja pääsee mihin tahansa ihmisen tai eläimen soluun. Jos dsRNA: ta ei kuitenkaan ole, Draco poistuu solusta vahingoittumattomana.
suurin osa tässä tutkimuksessa raportoiduista testeistä tehtiin laboratoriossa viljellyillä ihmisten ja eläinten soluilla, mutta tutkijat testasivat Dracoa myös H1N1-influenssaviruksen infektoimilla hiirillä. Kun hiiriä hoidettiin dracolla, ne paranivat tartunnasta täysin. Testit osoittivat myös, ettei Draco itsessään ole myrkyllinen hiirille.
tutkijat testaavat nyt Dracoa useampien virusten varalta hiirillä ja alkavat saada lupaavia tuloksia. Rider sanoo, että hän toivoo lisensoivansa teknologian kokeisiin suuremmilla eläimillä ja mahdollisiin ihmisten kliinisiin kokeisiin.
Tämä työ on rahoitettu National Institute of Allergy and Infectious Diseases and The New England Regional Center of Excellence for Biodefense and Emerging Infectious Diseases-tutkimuslaitoksen apurahalla, aiemman rahoituksen on saanut Defense Advanced Research Projects Agency, Defense Threat Reduction Agency ja Director of Defense Research & Engineering (nyk.