محققان MIT و سایر موسسات ترکیباتی را شناسایی کرده اند که می توانند با فعال کردن روش دفاع در سلول های میزبان ، با عفونت ویروسی مبارزه کنند. آنها معتقدند که این ترکیبات نه تنها از یک ، بلکه به عنوان داروهای ضد ویروسی که در برابر هر ویروس کار می کنند ، می توانند استفاده شوند.
محققان این ترکیبات را که یک سیستم دفاعی سلول میزبان معروف به مسیر پاسخ به استرس یکپارچه را فعال می کند ، در صفحه ۴۰۰۰۰۰ مولکول شرح داده اند. در آزمایش سلولهای انسانی ، محققان نشان دادند که ترکیبات به سلولها برای از بین بردن عفونت از RSV ، ویروس تبخال و ویروس زیکا کمک می کنند. آنها همچنین ثابت کردند که یک موش در مبارزه با عفونت تبخال مؤثر است.
تیم تحقیقاتی اکنون قصد دارد ترکیبات خود را در برابر ویروس های اضافی آزمایش کند ، به امید اینکه برای مطالعات بالینی نهایی توسعه یابد.
جیمز کالینز ، استاد مهندسی و علوم پزشکی در گروه مهندسی پزشکی و مهندسی بیولوژیکی در انستیتوی مهندسی بیولوژیک و علوم (IMES) گفت: “ما از این مطالعه بسیار هیجان زده هستیم ، این امر به ما این امکان را می دهد تا از پاسخ استرس سلولهای میزبان برای تعریف و توسعه آنتی ویروس های طیف گسترده استفاده کنیم.
کالینز و ماکسول ویلسون ، دانشیار زیست شناسی مولکولی دانشگاه کالیفرنیا ، سانتا باربارا و علوم زیستی یکپارچه ، نویسندگان ارشد مطالعه جدید هستند. در داخل قابل مشاهده است سلولیبشر فلیکس وونگ ، MIT قدیمی و مدیر کل علوم زیستی یکپارچه ، نویسنده اصلی مقاله است. علاوه بر MIT ، UCSB و علوم زیستی یکپارچه ، تیم تحقیق همچنین شامل دانشمندان Illumina Ventures و دانشگاه پرینستون است.
دفاع سلول را افزایش دهید
در سلولهای انسانی ، پاسخ استرس یکپارچه به پاسخ به عفونت ویروسی و انواع دیگر استرس مانند گرسنگی. در حین عفونت ویروسی ، جاده توسط یک RNA مضاعف ، یک مولکول تولید شده در طول چرخه تکثیر ویروس ها ایجاد می شود. هنگامی که این RNA تشخیص داده می شود ، سلول سنتز پروتئین را می بندد ، که مانع از تولید ویروس پروتئین هایی که نیاز به تولید مثل دارند.
محققان بر این باورند که ترکیباتی که این مسیر را افزایش می دهند می توانند کاندیداهای خوبی برای داروهای ضد ویروسی جدید باشند که می توانند با انواع ویروس ها مبارزه کنند.
وونگ می گوید: “به طور معمول ، چگونگی ایجاد آنتی ویروس ها ایجاد ضد ویروسی برای ویروس خاص است.
محققان یک نمایشگر اپتوژنتیک جدید را برای کمک به آنها در شناسایی ترکیباتی که باعث افزایش فعالیت این جاده در هنگام عفونت ویروسی می شود ، اختراع کردند. Optogenetic یک تکنیک Biomühendislik است که به محققان امکان می دهد پروتئین های حساس به نور را به ژنوم یک سلول اضافه کنند. در این حالت ، محققان تغییراتی در پروتئین به نام PKR طراحی کرده اند که مسیر استرس را هموار می کند ، تا بتوانند آن را با نور باز کنند.
محققان با استفاده از این تکنیک تقریباً ۴۰۰۰۰۰ کتابخانه ترکیب شیمیایی تجاری و ثبت شده را اسکن کردند. هر یک از این ترکیبات بر روی سلولهای انسانی اعمال شد ، زیرا سلول ها در معرض نور آبی قرار گرفتند که PKR را فعال می کند و عفونت ویروسی را شبیه سازی می کند.
محققان با اندازه گیری میزان بقای سلول ها می توانند تعیین کنند که کدام ترکیبات باعث افزایش فعال شدن جاده و افزایش توانایی سلول ها در بستن تولید مثل ویروسی می شوند. این صفحه نمایش حدود ۳۵۰۰ ترکیب با فعالیت ضد ویروسی بالقوه ارزیابی شده بیشتر داده است.
وونگ می گوید: “اگر ویروسی در پاسخ به عفونت ویروسی ، آنچه ترکیبات ما انجام می دهند ، به انفجار کامل روی می آورند.” “حتی در صورت وجود مقدار کمی ویروس ، اگر جاده ایجاد شود ، پاسخ ضد ویروسی به حداکثر می رسد.”
مبارزه با عفونت
محققان بعداً هشت مورد از امیدوار کننده ترین ترکیبات و ویروس های اسکن شده را از نظر توانایی آنها در کشتن ویروس ها و در عین حال جلوگیری از اثرات مضر بر سلولهای انسانی انتخاب کردند. بر اساس این آزمایشات ، محققان بهترین سه نامزد به نام IBX-2002 ، IBX-202 و IBX-204 را انتخاب کرده اند.
در سلولهای آلوده به ویروس Zika ، ویروس تبخال یا RSV ، درمان با این ترکیبات میزان ویروس موجود در سلول ها را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. محققان سپس یکی از ترکیبات IBX-200 را در موش های آلوده به ویروس تبخال آزمایش کردند و دریافتند که می توانند بار ویروسی را کاهش داده و علائم را بهبود بخشند.
آزمایشات نشان داد که این ترکیبات آنزیمی را باز کردند که در تشخیص استرس نقش دارد. این مسیر پاسخ به استرس را فعال می کند و سلول ها را نسبت به عفونت ویروسی حساس تر می کند. هنگامی که بر روی سلولهای غیر آلوده اعمال می شود ، ترکیبات هیچ تاثیری ندارند.
محققان اکنون قصد دارند نامزدهای پیشرو را در برابر طیف وسیع تری از ویروس ها ارزیابی کنند. این برنامه همچنین با هدف شناسایی سایر مسیرهای استرس سلولی با پتانسیل تمیز کردن عفونت های ویروسی یا باکتریایی و همچنین ترکیبات اضافی که پاسخ استرس یکپارچه را فعال می کنند.
این تحقیق توسط آژانس کاهش تهدید دفاعی ، بنیاد ملی علوم ، دفتر تحقیقات ارتش ایالات متحده و علوم زیستی یکپارچه تأمین شد.