Ученые создали неинфекционный коронавирус: с помощью репликонов ищут методы лечения ковида

Чтобы изучить такой заразный вирус, как SARS-CoV-2, исследователи должны следовать сложным протоколам и иметь доступ к лабораториям с высоким уровнем биобезопасности. Фото: pixabay.com

Чтобы изучить такой заразный вирус, как SARS-CoV-2, исследователи должны следовать сложным протоколам и иметь доступ к лабораториям с высоким уровнем биобезопасности. Стремясь сделать такие исследования более безопасными, быстрыми и доступными для большего числа групп по всему миру, вирусологи создали репликоны SARS-CoV-2 — самовоспроизводящиеся РНК, которые не являются инфекционными, но в остальном идентичны настоящему вирусу.

Реплики имитируют почти все аспекты жизненного цикла вируса. Их РНК содержит всю информацию, необходимую вирусу для репликации и создания собственных копий, но не имеет инструкций по созданию шипов, белков, которые позволяют вирусу проникать в человеческие клетки и инфицировать их. Попав в клетки в чашке, репликон дает потомство, которое не может распространяться на соседние клетки, пишет medicalxpress.com.

«С помощью этой системы ученые смогут исследовать SARS-CoV-2 и его варианты, тестировать лекарства против него и оценивать нейтрализующие антитела быстрее и в условиях более низкой биобезопасности», — говорит лауреат Нобелевской премии Чарльз М. Райс, вирусолог из Рокфеллера, который руководил работой вместе с Фолькером Тилем из Бернского университета и Института вирусологии и иммунологии. Исследование опубликовано в журнале Science.

Системы репликонов оказались полезными при разработке лекарств против других вирусов, включая гепатит С. После того, как Райс и другие создали репликоны гепатита С, другие ученые смогли разработать мощные и безопасные лекарства, которые могут эффективно вылечить эту хроническую вирусную инфекцию.

Репликоны обычно создаются путем клонирования геномов вирусной РНК во фрагменты ДНК в пробирке, которые затем могут быть использованы для искусственного создания РНК. Но этот метод не подходит для РНК коронавируса, потому что он исключительно длинный. Поэтому исследователи применили другой подход, используя платформу, разработанную группой Фолькера Тиля, которая позволяет собирать геномы коронавируса из более мелких фрагментов в дрожжах, а не из пробирки.

Используя этот подход, они создали геном коронавируса, в котором отсутствует сегмент РНК с инструкциями для белка-шипа.

«Если бы вирус был гоночным автомобилем, мы сделали бы версию без колес. У него есть двигатель и все детали, которые позволяли бы ему двигаться, но он не может никуда уйти», — говорит Джозеф Луна, постдок в лаборатория риса и соавтор.

Однако удаление белка-шипа представляет собой проблему. Многие текущие исследования сосредоточены именно на этом компоненте SARS-CoV-2 — например, это основная цель терапии моноклональными антителами. Чтобы сделать репликоны полезными для исследования таких методов лечения, как антитела, команда экспрессировала спайковый белок отдельно вместе с репликоном. Результатом стали частицы для доставки репликонов, одноразовые вирусы, которые могут доставлять репликоны в клетки. Эти частицы способны проникать в клетки аналогично частицам коронавируса, но их инфекционность ограничена ровно одним жизненным циклом вируса.

Ученые говорят, что их репликоны можно использовать для исследования того, как вирус захватывает механизмы клетки и как он генерирует новые копии самого себя. Кроме того, они могут позволить идентифицировать человеческие белки, без которых вирус не может реплицироваться. В качестве доказательства концепции команда исследовала эффекты TMEM41B, человеческого белка, который ранее был признан необходимым для репликации SARS-CoV-2. Как и в случае с подлинным коронавирусом, репликоны не могут реплицироваться в клетках, в которых отсутствует этот белок.

Репликоны также можно использовать для скрининга химических библиотек на предмет лекарственных соединений, способных блокировать репликацию вируса. В других экспериментах команда инкубировала репликоны с ремдесивиром, противовирусным препаратом, который, как известно, подавляет вирус. «Мы обнаружили, что он подавляет репликон в тех же концентрациях, что и настоящий вирус», — говорит соавтор исследования Инна Рикардо-Лакс, постдок из лаборатории Райса. «Это показывает, что система репликона может быть надежной альтернативой SARS-CoV-2 для тестирования различных лекарств».