de flesta bakterieinfektioner kan behandlas med antibiotika som penicillin, upptäckt årtionden sedan. Sådana droger är emellertid värdelösa mot virusinfektioner, inklusive influensa, förkylning och dödliga hemorragiska feber som Ebola.nu, i en utveckling som kan förändra hur virusinfektioner behandlas, har ett team av forskare vid MIT: s Lincoln Laboratory utformat ett läkemedel som kan identifiera celler som har infekterats av någon typ av virus och sedan döda dessa celler för att avsluta infektionen.
mikroskopbilderna ovan visar att DRACO framgångsrikt behandlar virusinfektioner. I den vänstra uppsättningen av fyra foton dödar rhinovirus (det vanliga förkylningsviruset) obehandlade mänskliga celler (nedre vänstra), medan DRACO inte har någon toxicitet i oinfekterade celler (övre högra) och botar en infekterad cellpopulation (nedre högra). På samma sätt, i den högra uppsättningen av fyra foton, dödar dengue hemorragisk febervirus obehandlade apceller (längst ner till vänster), medan DRACO inte har någon toxicitet i oinfekterade celler (uppe till höger) och botar en infekterad cellpopulation (längst ner till höger). / Förstora bilden
i ett papper som publicerades 27 juli i tidskriften PLoS One testade forskarna sitt läkemedel mot 15 virus och fann att det var effektivt mot dem alla — inklusive rhinovirus som orsakar förkylning, H1N1 influensa, ett magvirus, ett poliovirus, denguefeber och flera andra typer av hemorragisk feber.
läkemedlet fungerar genom att rikta in sig på en typ av RNA som endast produceras i celler som har infekterats av virus. ”I teorin borde det fungera mot alla virus”, säger Todd Rider, en senior personalforskare i Lincoln Laboratory ’ s Chemical, Biological och Nanoscale Technologies Group som uppfann den nya tekniken.eftersom tekniken är så bredspektrum kan den potentiellt också användas för att bekämpa utbrott av nya virus, såsom 2003 SARS (svår akut respiratorisk syndrom) utbrott, säger Rider.andra medlemmar i forskargruppen är Lincoln Lab – anställda Scott Wick, Christina Zook, Tara Boettcher, Jennifer Pancoast och Benjamin Zusman.
få antivirala medel tillgängliga
Rider hade tanken att försöka utveckla en bredspektrum antiviral terapi för ungefär 11 år sedan, efter att ha uppfunnit CANARY (cellanalys och anmälan av Antigenrisker och utbyten), en biosensor som snabbt kan identifiera patogener. ”Om du upptäcker en patogen bakterie i miljön finns det förmodligen ett antibiotikum som kan användas för att behandla någon utsatt för det, men jag insåg att det finns väldigt få behandlingar där ute för virus”, säger han.det finns en handfull läkemedel som bekämpar specifika virus, såsom proteashämmare som används för att kontrollera HIV-infektion, men dessa är relativt få i antal och mottagliga för virusresistens. Rider hämtade inspiration för sina terapeutiska medel, kallade DRACOs (Double-stranded RNA Activated Caspase Oligomerizers), från levande cellers egna försvarssystem.när virus infekterar en cell tar de över dess cellulära maskiner för sitt eget syfte-det vill säga att skapa fler kopior av viruset. Under denna process skapar virusen långa strängar av dubbelsträngat RNA (dsRNA), som inte finns i mänskliga eller andra djurceller.som en del av deras naturliga försvar mot virusinfektion har mänskliga celler proteiner som låser sig på dsRNA och sätter igång en kaskad av reaktioner som förhindrar att viruset replikerar sig själv. Men många virus kan överlista det systemet genom att blockera ett av stegen längre ner i kaskaden.Rider hade tanken att kombinera ett dsRNA-bindande protein med ett annat protein som inducerar celler att genomgå apoptos (programmerad cellmord) — lanserades till exempel när en cell bestämmer att den är på väg att bli cancerös. Därför, när den ena änden av DRACO binder till dsRNA, signalerar den den andra änden av DRACO att initiera cellmord.att kombinera dessa två element är en ”bra ide” och ett mycket nytt tillvägagångssätt, säger Karla Kirkegaard, professor i mikrobiologi och immunologi vid Stanford University. ”Virus är ganska bra på att utveckla motstånd mot saker vi försöker mot dem, men i det här fallet är det svårt att tänka på en enkel väg till läkemedelsresistens”, säger hon.
varje DRACO innehåller också en ”leverans tag,” tas från naturligt förekommande proteiner, som gör det möjligt att korsa cellmembran och ange någon människa eller djur cell. Men om ingen dsRNA är närvarande lämnar DRACO cellen oskadd.
de flesta av de tester som rapporterats i denna studie gjordes i humana och djurceller odlade i labbet, men forskarna testade också DRACO hos möss infekterade med H1N1 influensavirus. När möss behandlades med DRACO botades de helt av infektionen. Testerna visade också att DRACO i sig inte är giftigt för möss.forskarna testar nu DRACO mot fler virus hos möss och börjar få lovande resultat. Rider säger att han hoppas kunna licensiera tekniken för försök i större djur och för eventuella mänskliga kliniska prövningar.detta arbete finansieras av ett bidrag från National Institute of Allergy and Infectious Diseases och New England Regional Center of Excellence för Biodefense och Emerging Infectious Diseases, med tidigare finansiering från Defense Advanced Research Projects Agency, Defense threat Reduction Agency och Director of Defense Research & Engineering (nu biträdande försvarsminister för forskning och teknik).