CRISPR: O Tehnologie Promițătoare în Combaterea Virusului Gripale

Tehnologia CRISPR, deja recunoscută pentru inovațiile în terapia genică, are potențialul de a oferi soluții promițătoare în combaterea gripei sezoniere și a variantelor de virus emergente. O echipă de cercetători de la Institutul Peter Doherty pentru Infecții și Imunitate din Melbourne, Australia, condusă de Zhao, lucrează la un tratament ce utilizează această tehnologie avansată. Se mizează pe capacitatea CRISPR de a inactiva genetic virusurile gripale, oferind o protecție mai extinsă decât medicamentele antivirale tradiționale, conform informațiilor publicate de Wired.

Cum funcționează CRISPR-Cas13 împotriva gripei?

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) este o tehnologie de editare a geneticii, capabilă să modifice codul genetic al organismelor vii. Există două versiuni principale: CRISPR-Cas9, care acționează asupra ADN-ului, și CRISPR-Cas13, care se concentrează pe ARN. Influența virusului gripal, ce are un cod genetic bazat pe ARN, face din enzima Cas13 o unealtă eficientă în combaterea acestei boli.

„Cas13 poate ținti aceste virusuri ARN și le poate inactiva”, a declarat Zhao. Aceste enzime nu sunt produse în mod natural de celulele umane și sunt prezente în sistemele imunitare ale bacteriilor și arhitrebucelor, unde ajută la distrugerea virusurilor invadatoare, denumite fagi.

Un spray nazal sau injectabil cu potențial antiviral

Cercetătorii din echipa lui Zhao dezvoltă un sistem inovativ care să ofere beneficii similare oamenilor. Această metodă a fost testată inițial în laborator ca antiviral pentru COVID-19. Conceptul implică un spray nazal sau o injecție ce utilizează nanoparticule lipidice pentru a livra instrucțiuni moleculare celulelor infectate din tractul respirator.

Procesul se desfășoară în două etape: – Prima moleculă este ARN mesager (ARNm), care instruiește celulele să producă Cas13. – A doua moleculă este un ARN ghid, care direcționează Cas13 către o parte specifică din codul ARN al virusului gripal.

Sharon Lewin, medic specializat în boli infecțioase la Institutul Peter Doherty, explică: „Cas13 taie apoi ARN-ul viral, perturbând capacitatea virusului de a se replica și împiedicând efectiv infecția la nivel genetic.”

Prevenție și protecție pe termen lung

Principalul obiectiv al acestei tehnologii este reducerea infecțiilor pe termen scurt. Totuși, Zhao consideră că spray-ul ar putea fi folosit și pentru prevenirea infecțiilor, în special în timpul unui sezon gripal sever.

„Practic, pregătiți celulele din tractul respirator să producă acest Cas13, ca un prim strat de apărare”, afirmă el.

Avantajele CRISPR-Cas13 față de antiviralele convenționale

Un avantaj semnificativ al metodei CRISPR-Cas13 constă în abilitatea de a fi modificat pentru a viza „regiunile conservate” ale codului genetic al gripei. Aceste regiuni sunt esențiale pentru supraviețuirea virusului și se regăsesc în majoritatea tulpinilor de gripă.

Antiviralele tradiționale, precum Tamiflu, vizează doar anumite tulpini de gripă, iar virusul dezvoltă rapid rezistență. CRISPR-Cas13 reprezintă o inovație importantă în rândul antiviraleleor „pan-gripă”, alături de alte soluții cum ar fi anticorpii monoclonali și medicamentele ce stimulează producția de interferoni.

Obstacole și precauții

Cu tulpina de gripă A provocând între 12.000 și 52.000 de decese anual în SUA, în funcție de gravitatea sezonului gripal, nevoia de soluții mai eficiente este evidentă. Totuși, Nicholas Heaton, profesor de genetică moleculară la Universitatea Duke, subliniază că există numeroase provocări de depășit înainte ca spray-urile nazale sau injecțiile cu CRISPR-Cas13 să poată fi utilizate pe scară largă.

Heaton atrage atenția asupra posibilelor reacții imune la introducerea unei proteine străine în organism și de asemenea, asupra riscurilor de atac „off-target”, adică posibilitatea ca tratamentul să afecteze ARN-ul propriu al organismului.

Evaluări preliminare promițătoare

O evaluare inițială a siguranței a fost realizată la Institutul Wyss pentru Inginerie Biologică de la Universitatea Harvard, folosind celule umane pentru a crea un model de „plămân pe cip”. În contextul infecțiilor gripale severe, gripa invadează și se replică în alveole. Acest model permite studierea eficienței producției de enzima Cas13 în combaterea gripei severe.

Studiile realizate au arătat că celulele tratate cu Cas13 pot combate diverse tulpini de gripă, inclusiv H1N1, responsabilă pentru pandemia de gripă porcină din 2009, și H3N2, tulpina asociată unui sezon gripal sever recent.

Cercetătorii nu au observat efecte secundare negative, iar Donald Ingber, directorul institutului, precizează: „Am suprimat replicarea virală, dar și inflamația care apare în caz de infecție.”

Prudență și perspective viitoare

Cu toate acestea, cercetătorii manifestă prudență. Ingber menționează dificultățile de a livra nanoparticule lipidice conținând instrucțiuni pentru producerea de Cas13 direct la celulele alveolelor din plămâni. Heaton subliniază că orice antiviral care vizează un virus poate determina mutații ale acestuia.

Heaton lucrează, de asemenea, la modalități alternative de utilizare a CRISPR împotriva gripei. O ipoteză este ajustarea codului genetic propriu, pentru a oferi o rezistență mai mare față de gripă. „Există gene care facilitează intrarea virusului în celule. Dacă am putea identifica aceste gene și le-am reduce activitatea, am putea oferi un avantaj.”

În cadrul experimentelor, cercetătorii au constatat că gripa depinde de o genă specifică, SLC35A1, care joacă un rol cheie în recunoașterea virusului de către celule. Heaton explică: „Teoretic, dacă am putea inhiba această genă, gripa ar putea fi semnificativ limitată.”

Deși evoluția a favorizat supraviețuirea genei SLC35A1, abordările viitoare vor explora impactul unor modicări temporare asupra capacităților virale. Aceste studii sunt abia la început, dar deschid calea pentru soluții inovatoare în lupta împotriva gripei.