Zinātnieki izmanto gēnu mērķa sasniegumu pret COVID-19 šūnām, izmantojot CRISPR rīku, ko sauc par “PAC-MAN”

Visas Ziņas

Drīz mēs varētu teikt, ka koronavīrusa pandēmijas gadījumā tas ir PAC-MAN.

Stenfordas universitātes zinātnieki ir atraduši ideālus partnerus, lai strādātu ar gēnu noteikšanu, pretvīrusu līdzekli pret COVID-19 pēc sadarbības ar pētniekiem Molecular Foundry, nanozinātņu lietotāju centrā, kas atrodas Enerģētikas departamenta Lawrence Berkeley Nacionālajā laboratorijā (Berkeley). Laboratorija).


Pagājušajā gadā Stanley Qi, Stenfordas universitātes bioinženierzinātņu, ķīmiskās un sistēmu bioloģijas katedras docents un viņa komanda bija sākuši strādāt ar tehniku, ko sauc par PAC-MAN - vai profilaktisku pretvīrusu CRISPR cilvēka šūnās -, kurā tiek izmantots gēns rediģēšanas rīks CRISPR cīņai ar gripu.

Bet tas viss mainījās janvārī, kad parādījās ziņas par COVID-19 pandēmiju. Cji un viņa komanda pēkšņi saskārās ar jaunu noslēpumainu vīrusu, kuram nevienam nebija skaidra risinājuma. 'Tāpēc mēs domājām:' Kāpēc mēs nemēģinām izmantot mūsu PAC-MAN tehnoloģiju, lai ar to cīnītos? ',' Sacīja Qi.

Kopš marta beigām Qi un viņa komanda sadarbojas ar grupu, kuru vada Maikls Konolijs, galvenais zinātniskais inženierzinātņu līdzstrādnieks Berkeley laboratorijas Molekulārās lietuves bioloģisko nanostruktūru ražotnē, lai izstrādātu sistēmu, kas PAC-MAN piegādā pacienta šūnās. .

SAISTĪTS: Videospēļu spēlētāji pievienojas sacensībām, lai ražotu COVID-19 narkotikas ar novatorisku Citizen-Science projektu


Tāpat kā visas CRISPR sistēmas, PAC-MAN sastāv no fermenta - šajā gadījumā vīrusu iznīcinošā enzīma Cas13 - un vadošās RNS virknes, kas pavēl Cas13 iznīcināt specifiskas nukleotīdu sekvences koronavīrusa genomā. Pāršifrējot vīrusa ģenētisko kodu, PAC-MAN varētu neitralizēt koronavīrusu un apturēt tā replikāciju šūnu iekšienē.

Tas viss ir piegādē

Qi teica, ka galvenais izaicinājums, pārveidojot PAC-MAN no molekulārā instrumenta anti-COVID-19 terapijā, ir atrast efektīvu veidu, kā to ievadīt plaušu šūnās. Kad SARS-CoV-2, koronavīruss, kas izraisa COVID-19, iebrūk plaušās, inficētās personas gaisa maisiņi var iekaist un piepildīties ar šķidrumu, nolaupot pacienta spēju elpot.


'Bet mana laboratorija nestrādā par piegādes metodēm,' viņš teica. Tātad 14. martā viņi publicēja sava papīra iespieddarbu un pat tvītoja, cerot piesaistīt potenciālā sadarbības partnera uzmanību, kam ir zināšanas šūnu piegādes tehnikā.

SAISTĪTS: Dažādos pētījumos tika atrastas slepkavas T-šūnas un antivielas, kas neitralizē COVID-19

Drīz pēc tam viņi uzzināja par Konolija darbu pie sintētiskajām molekulām, ko sauc par lipitoīdiem, molekulārajā lietuvē.

Lipitoīdi ir sintētisko peptīdu imitācijas veids, kas pazīstams kā ‘peptoīds’, kuru pirms 20 gadiem pirmo reizi atklāja Konolijas mentors Rons Cukermans. Kopš gadu desmitiem Connolly un Zuckermann ir strādājuši, lai izstrādātu peptoīdu piegādes molekulas, piemēram, lipitoīdus. Viņi sadarbībā ar Molekulārās lietuves lietotājiem ir pierādījuši lipitoīdu efektivitāti DNS un RNS piegādē visdažādākajām šūnu līnijām.


DOE / LAWRENCE BERKELEY NACIONĀLĀ LABORATORIJA, R.N. Cukermans

Mūsdienās pētnieki, pētot lipitoīdus iespējamām terapeitiskām vajadzībām, ir parādījuši, ka šie materiāli nav toksiski ķermenim un var piegādāt nukleotīdus, tos iekapsulējot sīkās nanodaļiņās, kas ir tikai viena miljardā metra platuma - vīrusa lieluma.

Tagad Qi cer pievienot savu CRISPR balstīto COVID-19 terapiju Molecular Foundry pieaugošajam lipitoīdu piegādes sistēmu ķermenim.

Cilvēka šūnu testi bija ļoti labi

Aprīļa beigās Stenfordas pētnieki pārbaudīja lipitoīdu veidu - 1. lipitoīdu -, kas cilvēka epitēlija plaušu šūnu paraugā ar DNS un RNS pašsapulcējas PAC-MAN nesējos.

POPULĀRS: Studente, kura no sēnēm izvilka savu kanoe, domā, ka sēne ir mūsu labākais sabiedrotais klimata pārmaiņu jomā

Pēc Qi domām, lipitoīdi darbojās ļoti labi. Iepakojot ar koronavīrusu vērsto PAC-MAN, sistēma samazināja sintētiskā SARS-CoV-2 daudzumu šķīdumā par vairāk nekā 90%. “ Berkeley Lab’s Molecular Foundry ir sagādājis mums molekulārus dārgumus, kas pārveidoja mūsu pētījumus, ”viņš teica.

Nākamā komanda plāno izmēģināt PAC-MAN / lipitoīdu sistēmu dzīvnieku modelī pret dzīvu SARS-CoV-2 vīrusu. Viņiem pievienosies sadarbības partneri Ņujorkas universitātē un Karolinska institūtā Stokholmā, Zviedrijā.

Ja tas izdosies, viņi cer turpināt strādāt ar Connolly un viņa komandu, lai turpinātu attīstīt PAC-MAN / lipitoīdu terapiju SARS-CoV-2 un citiem koronavīrusiem, kā arī izpētīt savu eksperimentu palielināšanu preklīnisko testu veikšanai.

ARĪ: Pašattīroša elektriskā maska ​​var sevi darbināt ar tālruņa lādētāju - un, visticamāk, tā maksās tikai 1 USD gabalā

'Efektīva lipitoīdu piegāde kopā ar CRISPR mērķauditoriju varētu dot ļoti spēcīgu stratēģiju cīņai pret vīrusu slimībām ne tikai pret COVID-19, bet, iespējams, pret jauniem vīrusu celmiem ar pandēmijas potenciālu,' sacīja Connolly.

'Visi ir strādājuši visu diennakti, cenšoties piedāvāt jaunus risinājumus,' piebilda Qi, kura priekšdrukas dokuments nesen tika salīdzinoši pārskatīts un publicēts žurnālā Cell. 'Ir ļoti izdevīgi apvienot zināšanas un pārbaudīt jaunas idejas dažādās iestādēs šajos grūtajos laikos.'

PALĪDZINIET šo progresīvo inovāciju sociālajos medijos ...