Rostlinné viry jako lék na cukrovku a artritidu
9.11.2020 |
Cukrovka (diabetes mellitus) a artritida jsou onemocnění postihující značnou část populace. Staly se tak předmětem zájmu mnoha výzkumných organizací, které hledají nové možnosti jejich účinné léčby. Jednou z nich může být využití rostlinných virů, jak ukazuje výzkum italských vědců vedený Veronskou univerzitou ve spolupráci s anglickým střediskem pro výzkum v rostlinné a mikrobiální vědě John Innes Centre.
Viry (z lat. „virus“ – jed) jsou drobné, tzv. nebuněčné organismy, jež jsou tvořeny virovou částicí složenou především z bílkovin a nukleových kyselin. Viry obsahují svoji genetickou informaci ve formě DNA nebo RNA, které jsou uloženy v bílkovinném pouzdru, tzv. kapsidě. Kapsidy („bílkovinné nanočástice“, angl. virus nanoparticles, VNP) mají ochrannou funkci a pomáhají virové nukleové kyselině dostat se do buněk. Zpravidla zanikají, jakmile virus infikuje hostitelské buňky a začne se v nich replikovat.
Proteiny kapsidy představují řadu antigenů, proti nimž organismus může vytvářet protilátky. Dále mohou být molekulárně biologickými metodami modifikovány tak, aby zahrnovaly nové sekvence, případně mohou být upravené konjugací (pevnou chemickou vazbou) s nebílkovinnou složkou.
VNP tak mají zajímavé vlastnosti, jichž lze využít mimo jiné v zemědělství či lékařství. Dosud byly experimentálně použity např. při léčbě rakoviny nebo přípravě vakcín s antigeny a peptidy patogenů. Pro tyto účely je možné použít jak viry napadající živočichy, tak i rostlinné viry. Rostlinné viry nabízejí navíc výhodu v tom, že se nemohou replikovat v savcích a jsou v tomto ohledu bezpečnější.
Vědci zkoumali design a syntézu VNP dvou rostlinných virů - viru mozaiky vigny (Vigna unguiculata, cowpea mosaic virus) a viru keříčkové zakrslosti rajčete (tomato bushy stunt virus, ToBSV). Upravili je tak, aby vytvářely peptidy spojené s dvěma různými autoimunitními onemocněními - diabetes mellitus 1. typu a revmatoidní artritidou. Modifikované VNP pak byly produkovány v rostlinných hostitelích (N. benthamiana) a chromatografickými metodami izolovány. Následně je vědci aplikovali intraperitoneálně (do břišní dutiny) nebo intradermálně (do kůže) myším kmenům náchylným ke studovaným onemocněním.
Pomocí těchto experimentů na zvířecích modelech vědci ukázali, že rekombinantní nanočástice mohou zabránit autoimunitnímu diabetu a zmírnit revmatoidní artritidu. V obou případech je tento účinek založen na přísně peptidovém mechanismu, ve kterém virové nanočástice působí jako nosič peptidové struktury a zároveň jako adjuvans (zesilují imunitní reakci na daný antigen), což ukazuje na překrývající se mechanismus účinku.
Toto úspěšné preklinické testování by mohlo připravit půdu pro vývoj rostlinných virů využitelných pro klinickou léčbu lidských autoimunitních onemocnění – další preklinické a klinické studie budou následovat.
Zdroje:
https://advances.sciencemag.org/content/6/19/eaaz0295
http://www.isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/article/default.asp?ID=18129