Недавно американским биохимикам удалось разработать весьма эффективный противовирусный препарат. В его основе лежит рибозим — молекула РНК, способная подавлять размножение вируса. А в качестве курьера, который доставляет рибозим к месту работы, используется бактерия, которая до недавнего времени была злейшим врагом человека — сальмонелла.
Современная наука может многое, даже то, что на первый взгляд кажется невозможным. Например, превращать врагов человека в его друзей и помощников. Такое стало возможным благодаря экспериментам американских ученых, которые заставили зловредного микроба сальмонеллу (Salmonella) бороться с цитомегаловирусной инфекцией (Cytomegalovirus hominis, ближайший родственник вируса герпеса).
Как известно, сальмонелла сама по себе — далеко не ангел. Эта бактерия, обитающая в кишечнике многих животных и человека, обладает высокой патогенностью и вызывает такую неприятную болезнь, как сальмонеллез. В легком случае он похож на обычное отравление, а в тяжелом — это лихорадка в течение 10-14 суток с увеличением печени и селезенки и сыпью по всему телу. Иногда эти микробы даже способны вызвать сепсис, что часто заканчивается смертью больного.
И вот на этих-то пакостников и обратили внимание биохимики из Университета Калифорнии (США), которыми руководил профессор Юн Бай. Эта группа уже в течение многих лет занята разработкой новых средств борьбы с различными вирусными инфекциями. Исследователи посчитали, что самым перспективным средством для такой борьбы являются рибозимы.
Напомню, что рибозимом называют короткую молекулу РНК, обладающую каталитическим действием, то есть способную ускорять или замедлять разные химические реакции. Их достаточно много в клетках живых существ. Чаще всего рибозимы естественного происхождения катализируют расщепление самих себя или других молекул РНК. Также известно, что образование пептидной связи в белках при синтезе последних происходит при помощи РНК из рибосом, которые, таким образом, тоже являются рибозимами.
Исследуя жизненный цикл вируса, ученые пришли к выводу, что с ним можно легко справиться, если блокировать синтез его собственной РНК (о жизненном цикле вирусов читайте в статье «Мутанты против вирусов: кто кого?»). Для того чтобы сделать это, профессор Юн Бай и его коллеги синтезировали рибозим M1GS RNA, который целенаправленно блокирует на матричной РНК вируса два участка, необходимые для размножения патогена. Опыты по внедрению этого рибозима в культуру клеток, зараженную Cytomegalovirus hominis, показали, что данное противовирусное средство весьма эффективно. Получается, что наконец-то удалось найти управу на этот вирус, который достаточно сложно победить с помощью традиционных методов лечения.
Чаще всего цитомегаловирусы атакуют слюнные железы, а также клетки слизистой оболочки рта. В подобных случаях он не доставляет большого беспокойства больному — все симптомы подобного заболевания похожи на таковые при ОРЗ, только гораздо слабее. Однако иногда этот вирус может проникать в другие внутренние органы, такие как спинной мозг, печень, надпочечники, почки, селезенка, поджелудочная железа, легкие, и вызывать в них воспалительные процессы.
Поражения данных органов могут стать причиной бронхита, пневмонии, желудочно-кишечных заболеваний, ослабления иммунитета, а также психических расстройств. Прогнать же вирус оттуда достаточно сложно, поскольку большинство лекарств, в том числе и антибиотики, на него не действуют. Так что рибозимы здесь были бы весьма кстати. Однако как доставить это «лекарство» внутрь человеческого организма, прямо к месту локализации возбудителя инфекции?
И вот тут биологи обратили внимание на сальмонеллу. Этот микроорганизм известен своей фантастической пронырливостью, то есть он умеет достаточно быстро распространяться по кишечнику и проникать в самые отдаленные его закоулки. И вот группа профессора Юн Бая создала для этой цели специально подготовленный штамм сальмонелл SL101, который обладает отличными «курьерскими» характеристиками. Кроме того, эти микробы совсем не вредят клеткам человеческого организма, поскольку в результате генетической модификации их токсичность стала равна нулю.
Итак, ученые снабдили «ручных» сальмонелл необходимым рибозимом, создали из них своеобразную микстуру, которую впрыснули с помощью инъекций мышам, зараженным Cytomegalovirus hominis. Кроме того, другой группе мышей были введены сальмонеллы, несущие «сломанный» рибозим (у него было несколько дефектных участков молекулы, в результате чего он не мог работать). Также была сформирована контрольная группа из зараженных животных, которым сальмонеллу не вводили.
В результате эксперимент привел к тому, что мыши из первой группы прожили около 50 дней после инфицирования, а остальные животные погибли в течение 25 дней. Было доказано, что уровень вирусной нагрузки у мышей из первой группы был в 400-600 раз меньше. «Доказано, что определенные штаммы бактерий могут целенаправленно доставлять рибозимы в клетку», — заключают авторы исследования.
Позже, более детально исследовав воздействие нового лекарства, ученые обнаружили, что рибозим M1GS RNA снижает активность вирусных генов на 80-85 процентов. При этом интенсивность размножения вируса уменьшается в 2500 раз. Получается, что данный препарат является самым эффективным оружием против вирусов по сравнению с теми, что используются ныне.
Каким же образом сальмонелла доставляет рибозим в зараженную клетку? Ведь сами они не являются внутриклеточными паразитами, то есть через клеточную мембрану проходить не способны. Скорее всего, дело происходит следующим образом — поскольку рибозим находится внутри бактерии, в особом мембранном пузырьке (ученые называют его плазмидой), сальмонелла, подходя к нужной клетке, просто «проталкивает» эту плазмиду через мембрану последней. Именно так рибозим попадает внутрь.
По словам исследователей, так как данная бактерия хорошо умеет выживать в желудочно-кишечном тракте, то новое лекарство можно будет глотать, а не вводить с помощью инъекций. Так что, возможно, скоро на прилавках аптек появятся пилюли, содержащие «ручных» сальмонелл, снабженных необходимыми рибозимами.
Таким образом, благодаря генной модификации один из самых злейших врагов человека превратился в его друга. И теперь с помощью сальмонелл можно разработать способы лечения самых разных вирусных заболеваний.
Комментарии