Учёные создали инновационную РНК-ловушку: она борется с вирусом внутри клетки
Фото: freepik
Учёные из Стэнфордского университета создали инновационную технологию VERAS, основанную на использовании РНК. Она предназначена для обнаружения коронавируса в живых клетках, а также для активации защитных механизмов в ответ на вирусную инфекцию. VERAS не только распознаёт присутствие вируса, но и запускает процессы, такие как гибель инфицированных клеток или выработка интерферонов.
Принцип действия системы основан на механизмах, аналогичных тем, что коронавирусы используют для своего размножения. Учёные модифицировали эти механизмы, превратив их в регуляторные элементы. При активации вирусным размножением VERAS запускает сигнальные каскады и защитные реакции в инфицированных клетках.
Ранее существовавшие методы обнаружения вирусов в живых клетках имели недостатки, такие как высокая вероятность ложных срабатываний, низкая чувствительность и необходимость разрушения клеток для анализа. В отличие от них, VERAS отличается высокой специфичностью и работает в реальном времени без повреждения клеток.
Для проверки системы исследователи использовали нетранслируемые участки РНК коронавируса 229E, вызывающего простуду. На основе этих участков были разработаны шесть вариантов системы, которые были протестированы в клеточных культурах. Результаты показали, что негативная регуляция с помощью VERAS усиливает сигнал в 17–31 раз в инфицированных клетках и точно коррелирует с признаками вирусного размножения. Эти данные были опубликованы в журнале BioDesign Research.
Система VERAS программируемая и может выполнять различные функции, такие как обнаружение вирусной инфекции, запуск гибели инфицированных клеток или стимуляция синтеза интерферонов. При введении вирусных сигналов в РНК-конструкцию система может включаться в новые вирусные частицы и передаваться соседним заражённым клеткам, что позволяет ей распространяться по всему очагу инфекции.
Хотя лабораторные испытания прошли успешно, практическое применение системы в клинической практике сталкивается с определёнными трудностями. Для доставки РНК-конструкций в клетки живого организма необходимо использовать вирусные векторы или липидные наночастицы, аналогичные тем, что применяются в вакцинах против COVID-19. Возможность применения системы у людей пока не установлена.
Технология VERAS ограничена, так как эффективна только для вирусов с аналогичным механизмом репликации. Для вирусов, таких как грипп, ВИЧ или герпес, она не подходит. Кроме того, если вирус переходит в латентное состояние и не активно размножается, система не будет активирована. Все эксперименты проводились на клеточных линиях без полноценного иммунного ответа, поэтому влияние интерферонов и других защитных механизмов на работу системы в живом организме неизвестно. Также отсутствуют данные о долгосрочной стабильности РНК внутри клеток.
Ожидается, что через 3–4 года систему VERAS можно будет использовать для тестирования противовирусных препаратов в лабораториях. Для широкой общественности её применение пока ограничивается косвенной пользой, например, повышением точности тестов на COVID-19 или разработкой новых лекарств против простуды.
