Opracowano kseno-DNA zabijające koronawirusa
Jak donosi „Nature Communications”, naukowcy stworzyli nanocząsteczki z XNAzymami, które tną geny koronawirusa.
Naukowcy z University of Cambridge stworzyli nanocząsteczki ze sztucznych enzymów zaprogramowanych do wykrywania RNA koronawirusa SARS-CoV-2 i niszczenia patogenu. Wyniki badań, opublikowane w czasopiśmie Nature Communications, mogą pomóc opracować nową generację leków przeciwwirusowych.
Chociaż większość enzymów to białka, cząsteczki RNA znane jako rybozymy, również mają aktywność enzymatyczną, a niektóre z nich są zdolne do cięcia innych cząsteczek RNA. Ponadto, istnieją kwasy ksenonukleinowe (XNA) – syntetyczne analogi RNA i DNA – z których można złożyć sztuczne enzymy zwane XNAzymami. Jednak przez długi czas były one nieskuteczne i działały tylko w określonych warunkach.
Na początku 2022 roku biochemik Alex Taylor i jego zespół, stworzyli klasę XNAzymów, które są stabilne i skuteczne w żywych komórkach. Sztuczne enzymy są teraz w stanie ciąć długie cząsteczki RNA z dużą precyzją: jeśli sekwencja docelowa różni się od pożądanej cząsteczki tylko o jeden nukleotyd, wówczas cięcie nie następuje. W swoim nowym artykule Taylor opisał wykorzystanie tej technologii – endonukleaz RNA specyficznych dla miejsca – do zabijania żywych wirusów SARS-CoV-2.
Endonukleazy RNA to grupa enzymów, które przecinają cząsteczkę RNA w środku łańcucha. Ich sztucznymi odpowiednikami są jednoniciowe oligonukleotydy (krótkie łańcuchy nukleotydów) kwasu 2′-deoksy-2′-fluoro-β-D-arabinonukleinowego (FANA).
FANA różni się od DNA tym, że atom fluoru jest przyłączony do cukru dezoksyrybozy w pozycji 2′. Wykazano już, że modułowa endonukleaza RNA FR6_1 oparta na FANA, jest zdolna do rozszczepiania sekwencji RNA w genomie zairskiego ebolawirusa.
Naukowcy odkryli sekwencje RNA w genomie koronawirusa, które przypominają pierwotne cele FR6_1 w genomie wirusa ebolawirusa, ale nie przypominają sekwencji ludzkiego RNA. Przeprowadzili również badania przesiewowe pod kątem zmutowanych endonukleaz RNA ukierunkowanych na te miejsca, identyfikując trzy najbardziej aktywne katalizatory ukierunkowane na regiony kodujące białka ORF7b, ORF1a i S. Następnie naukowcy połączyli trzy XNAzymy w jeden czworościan TFz3, którego każda z trzech powierzchni jest utworzona przez jeden katalizator.
Eksperymenty wykazały, że TFz3 pozostaje stabilny w warunkach biologicznych i jest w stanie rozszczepiać genomowy RNA SARS-CoV-2. Wprowadzony do żywej komórki skutecznie hamował infekcję wirusem SARS-CoV-2 poprzez tłumienie aktywności genów RNA. Jednak przed badaniami klinicznymi konieczne jest rozwiązanie problemu dostarczania XNAzymów do ludzkich komórek, do czego można wykorzystać np. nanocząsteczki lipidowe.
