Stworzono sztucznego wirusa SARS-CoV-2

Artykuł na ten temat ukazał się na łamach "Cell Host & Microbe".

Unoszący się w powietrzu, groźny wirus wywołujący chorobę COVID-19 może być badany tylko w warunkach wysokiego poziomu bezpieczeństwa biologicznego. Zajmujący się nim naukowcy muszą nosić kombinezony ochronne i używać masek z aparatami tlenowymi, a laboratoria przechowujące wirusa zobowiązane są do zapewnienia wielopoziomowych systemów ochrony biologicznej i montażu specjalistycznych układów wentylacyjnych. Choć środki te są konieczne, by chronić pracowników laboratoriów, to jednak znacząco spowalniają wysiłki na rzecz znalezienia leków i szczepionek przeciwko COVID-19, ponieważ wielu naukowców nie ma dostępu do wymaganych urządzeń.

Aby temu zaradzić, grupa specjalistów z Washington University School of Medicine w St. Louis (USA) stworzyła wirusa hybrydowego, który ma umożliwić badaczom, którzy nie mają dostępu do odpowiednio zabezpieczonych ośrodków naukowych, przyłączenie się do wysiłków na rzecz znalezienia leków lub szczepionek na COVID-19. Naukowcy genetycznie zmodyfikowali łagodnego wirusa, zamieniając jeden z jego genów na gen pochodzący z SARS-CoV-2. Powstały wirus hybrydowy może infekować komórki i jest rozpoznawany przez przeciwciała, podobnie jak SARS-CoV-2, ale można go używać w zwykłych warunkach laboratoryjnych.

"Nigdy nie otrzymałem tylu próśb o udostępnienie materiału naukowego w tak krótkim czasie - mówi autor badania dr Sean Whelan, kierownik Zakładu Mikrobiologii Molekularnej.- Rozprowadziliśmy już naszego wirusa wśród naukowców z Argentyny, Brazylii, Meksyku, Kanady i oczywiście całych Stanów Zjednoczonych. Czekają na niego także badacze z Wielkiej Brytanii i Niemiec. Jeszcze przed publikacją ludzie słyszeli, że pracujemy nad czymś takim i już wtedy prosili o materiały".

Aby stworzyć model SARS-CoV-2, który byłby zdecydowanie bezpieczniejszy w obróbce, Whelan i jego koledzy sięgnęli po wirusa pęcherzykowego zapalenia jamy ustnej (VSV). Wirus ten jest często wykorzystywany do eksperymentów, ponieważ jest dość nieszkodliwy i łatwy do manipulacji genetycznych. W naturze VSV infekuje głównie bydło, konie i świnie, a sporadycznie ludzi, powodując łagodną chorobę grypopodobną trwającą od 3 do 5 dni.

Jak tłumaczy dr Whelan, wirusy mają na swoich powierzchniach białka, których używają do przyczepiania się do komórek gospodarza i infekowania ich. I właśnie gen takiego białka usunięto z VSV, po czym zastąpiono go genem SARS-CoV-2 kodującym białko nazywane spike (białko fuzyjne S). W efekcie powstał nowy wirus, który skutecznie atakuje te same komórki, co SARS-CoV-2, ale brakuje mu genów potrzebnych do wywołania ciężkiej choroby. Autorzy nazwali go VSV-SARS-CoV-2.

Używając osocza osób, które przeszły i zwalczyły COVID-19, oraz ich oczyszczonych przeciwciał naukowcy wykazali, że wirus hybrydowy jest rozpoznawany przez organizm praktycznie tak samo, jak prawdziwy SARS-CoV-2. Przeciwciała lub osocza, które zapobiegały infekowaniu komórek przez wirusa hybrydowego, tak samo skutecznie blokowały wirusa wywołującego COVID-19, natomiast przeciwciała lub osocza, które nie zdołały zatrzymać wirusa hybrydowego, nie powstrzymywały także prawdziwego SARS-CoV-2.

"Badania pokazują, że ludzie wytwarzają przeciwciała przeciwko różnym białkom SARS-CoV-2, ale to właśnie przeciwciała skierowane przeciwko spike wydają się być najważniejsze dla naszej ochrony - tłumaczy Whelan. - Jeżeli więc jakiś wirus posiada na powierzchni spike, nasz układ odpornościowy rozpoznaje go jako SARS-CoV-2".

Autorzy badania mają nadzieję, że nowy wirus hybrydowy pomoże w szybszym uporaniu się z epidemią COVID-19. Ich zdaniem, z powodzeniem można go używać do oceny działania szczepionek, mierzenia poziomu przeciwciał czy identyfikowania przeciwciał, które mogą zostać przekształcone w leki przeciwwirusowe.

"Jednym z problemów związanych z oceną przeciwciał jest to, że testy, które temu służą, muszą być prowadzone w ośrodkach z kategorią BSL-3 (Biosafety Level 3), a większość laboratoriów klinicznych i firm biotechnologicznych takich obiektów nie posiada - wyjaśnia prof. Michael S. Diamond, jeden ze współautorów publikacji. - Z naszym +zastępczym+ wirusem można bez ryzyka zakażenia działać już na poziomie BSL-2, a takie posiada każde laboratorium".

Diamond dodaje, że ponieważ wirus hybrydowy wygląda dla naszego układu odpornościowego tak samo, jak SARS-CoV-2, ale nie powoduje ciężkiej choroby, jest potencjalnym kandydatem na szczepionkę. On oraz dr Whelan prowadzą już badania na zwierzętach, które ocenią taką możliwość.