Новая система анти-COVID-19 потенциально может бороться с другими вирусами

Новая система анти-COVID-19 потенциально может бороться с другими вирусами
        

Продолжающаяся пандемия COVID-19 вызвала множество исследовательских проектов, направленных на борьбу с вирусом и выработку мер по борьбе с его деятельностью. Новое исследование, опубликованное в журнале Cell Host & Microbe в апреле 2020 года, описывает новую систему, которая помогает ученым понять вирус, включая мутации, диагностировать инфекции, а также разрабатывать и оценивать вакцины. быстрее.

Вклад

Команда ученых, работающих в медицинском отделении Техасского университета в Галвестоне, работала над созданием обратной генетической системы для тяжелого острого респираторного синдрома коронавируса 2 (SARS-CoV-2), который ответственен за болезнь COVID-19. Это один из наиболее полезных способов раскрытия работы вируса, поскольку он позволяет производить вирус в лаборатории, в культуре чашки Петри, где его можно изучать различными способами.

<img alt=" Новый коронавирус SARS-CoV-2 На этом изображении с трансмиссионного электронного микроскопа показан SARS-CoV-2 – также известный как 2019-nCoV, вирус, вызывающий COVID-19. изолированы от пациента в США, появляющегося на поверхности клеток, культивируемых в лаборатории. Предоставлено: NIAID-RML "height =" 527 "src =" http://www.news-medical.net/image.axd?picture=2020%2f4%2f%4049530315718_d43ceca61a_k_(1).jpg "title =" Новый коронавирус SARS-CoV-2 На этом изображении, полученном с помощью просвечивающего электронного микроскопа, показан SARS-CoV-2, также известный как 2019-nCoV, вирус, вызывающий COVID-19. изолированы от пациента в США, появляющегося на поверхности клеток, культивируемых в лаборатории. Кредит: NIAID-RML "width =" 674 "/>

Новый коронавирус SARS-CoV-2 На этом изображении с трансмиссионного электронного микроскопа показан SARS-CoV-2 – также известный как 2019-nCoV, вирус, вызывающий COVID-19. изолированы от пациента в США, появляющегося на поверхности клеток, культивируемых в лаборатории. Предоставлено: NIAID-RML

.

Регулярная генетика против обратной генетики

РНК-вирусы могут быстро распространяться и вызывать тяжелые или даже смертельные заболевания у животных и людей. Главное профилактическое оружие против таких агентов – эффективная иммунизация. Для быстрой разработки мутантных вирусов, на которых могут основываться вакцины, были разработаны системы обратной генетики, позволяющие изучать и манипулировать вирусными геномами.

Первое применение обратной генетики для создания инфекционной вирусной частицы было в 1981 году, когда ученые создали полиовирус из комплементарной ДНК. Впоследствии все основные семейства вирусов были созданы с использованием этой технологии. Они также стали новым лицом дизайна вакцины.

Вакцины являются одним из величайших вкладов науки в здоровье человека. Однако традиционные методы разработки вакцин, такие как ослабление в живых путем повторного пассирования или инактивации вирусов, могут быть относительно неэффективными для выявления перспективных кандидатов, однако перед лицом глобальной угрозы. Усовершенствованные методы рекомбинантной ДНК в сочетании с обратной генетикой пролили много света на репликацию и патогенез РНК-вируса, помогая ускорить разработку вакцины, позволяя целенаправленные модификации генома и направленное ослабление.

Традиционная генетика начинается, когда ученый сталкивается с аномальным проявлением и отслеживает ген, ответственный за генетический анализ, в конечном итоге определяя последовательность основания ДНК, а также аминокислотную последовательность и структуру белка. С обратной генетикой, технология рекомбинантной ДНК вводится в действие, начиная с белка или ДНК и обнаруживая мутантный ген, заканчивая аномальным фенотипом, продуцируемым геном. Например, белок переводится обратно в последовательность ДНК, которая затем создается из оснований ДНК в лаборатории. Затем он используется в качестве зонда для обнаружения комплементарного ему гена. Ген клонирован, и различные мутации введены для обнаружения изменений в фенотипе, которые в результате. Таким образом, обратная генетика информирует ученого о нормальной роли неизвестных последовательностей ДНК или белка в мутагенезе in vitro и возникающих в результате фенотипических изменениях.

Преимущества обратной генетики

Генетическая система помогает ученым взглянуть на то, как новый коронавирус изменил свой геном, что, в свою очередь, определяет его способность к переносу видов от летучей мыши к человеку. До сих пор неясно, требуется ли для этого коммутатора промежуточный хост для вируса.

Использование системы обратного инжиниринга позволило получить форму вируса, помеченную неоновым зеленым, так что любая клетка, в которую он попадает, светится зеленым. Это поможет исследователям быстро идентифицировать пациентов, которые были заражены новым коронавирусом.

Система обратной генетики также может оценивать реакцию антител на разрабатываемую вакцину, особенно те антитела, которые блокируют проникновение вируса в клетку. По словам ученых, уровень производства антител в ответ на вакцинацию является основным показателем эффективности вакцины. Таким образом, способность измерять концентрацию антител может ускорить процесс тестирования вакцины.

Традиционные методы тестирования на вирусы могут запускать только несколько образцов за раз и для получения результата требуется около недели. В противоположность этому, говорит исследователь Пей-Йонг Ши, «система вирусной маркировки зеленым неоном позволяет нам тестировать образцы пациентов за 12 часов с высокой пропускной способностью, которая тестирует много образцов одновременно».

<img alt=" Графическое представление обратной генетической системы для SARS-CoV-2. Изображение предоставлено: Медицинский филиал Техасского университета в Галвестоне "height =" 674 "src =" http://www.news-medical.net/image.axd?picture=2020%2f4%2f%40228619_web.jpg "title = «Графическое представление обратной генетической системы для SARS-CoV-2. Изображение предоставлено: Медицинский филиал Техасского университета в Галвестоне "width =" 674 "/>

Графическое представление обратной генетической системы для SARS-CoV-2. Изображение предоставлено: Медицинский филиал Техасского университета в Галвестоне

Что означает технология?

Мозг за обратной генетической системой, Xuping Xie, комментирует преимущество, которое технология разработки дает разработчикам вакцин в плане оценки вакцин и сокращения времени выхода на рынок. Исследователь UTMB говорит: «UTMB будет очень рад сделать эту технологию широко доступной как для научных работников, так и для исследователей отрасли, работающих над быстрой разработкой контрмер».

Это только еще один пример важности командной работы в борьбе с болезнями. Несколько групп ученых объединили свой опыт для разработки системы. Исследователи говорят, что они расширят групповую науку в областях клинической помощи и диагностики пациентов, разработав серологическое тестирование с использованием новой технологии.

Описывая обратную генетическую систему как «важнейший инструмент для исследовательского сообщества», исследователи также говорят: «Очень важно иметь систему, которую можно использовать для любых новых будущих или вновь возникающих вирусов, чтобы мы могли очень быстро реагирует на патогенные микроорганизмы и защищает здоровье людей. "

        

Ссылка на журнал:

Инфекционный клон кДНК SARS-CoV-2, Cell Host & Microbe, Xuping Xie, Антонио Муруато, Кумари Дж. Локугамаге, Кришна Нараянан, Сианвен , Цзин Цзоу, Цзяньин Лю, Крейг Шиндевольф, Натен Э. Бопп, Патрисия В. Агилар, Кеннет С. Планте, Скотт С. Уивер, Синдзи Макино, Джеймс В. Ледук, Винеет Д. Менахери, Пей-Ён Ши, Journal pre защищенный, https://marlin-prod.literatumonline.com/pb-assets/products/coronavirus/CHOM_2291_s50_preproof.pdf

      

Source link