DARPA připravuje koevoluční terapie proti virům

Viry jsou jednoduché entity, které ke svému prospěchu využívají reprodukční mechanismy buněk. Jejich strategie mohou být různé, ale většinou od pradávna sázejí na rychlost, kterou dostaly do vínku během evoluce. Jejich rychlost množení je až strašidelná, a ještě děsivější je jejich schopnost rychle se měnit, mutovat. Platí to jak pro naprosto běžné virové infekce, jako jsou různé rýmy, průjmy, horečky nebo chřipky, přes všelijaká exotická onemocnění, které se najednou objeví a zneklidňují veřejnost (SARS, MERS) či dnes hojně mediálně skloňované ziky, až po hrůzné infekce, jejichž jména raději ani nevyslovujeme nahlas (ebola, marbug a jim podobné).

Narozdíl od bakteriálních infekcí pro viry nemáme k dispozici něco jako protivirová antibiotika. Pokud jde o vakcíny, nějaké sice máme, i když zdaleka ne ke všem virózám. Kvůli rychlému mutování virů je ale účinnost horko těžko vyvinutých vakcín jenom časově omezená. Právě to je důvod, proč výrobci vakcín proti onemocněním, jako je chřipka, prakticky každým rokem vyvíjejí nové vakcíny. Finanční náklady na takové vakcíny bývají astronomické a jejich účinnost kolísá.

Jak se zdá, ideálním řešením by bylo rychle mutující viry nějakým způsobem dohonit a předhonit. Není to ale vůbec jednoduché. Viry jsou velice nezdolným protivníkem. Nedávno se do věci vložila instituce, která figuruje na samotné špici technologického vývoje dnešní doby. Jestli by se někdo mohl virům postavit a uspět, tak právě oni. Jsou to američtí vojenští vývojáři DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), čili Agentura ministerstva obrany pro pokročilé výzkumné projekty.

DARPA zhruba před měsícem spustila program INTERfering and Co-Evolving Prevention and Therapy (zkratka INTERCEPT). Podle šéfa programu Jima Gimletta potřebujeme nový přístup, abychom dokázali s mistrně mutujícími viry alespoň z části držet krok. Cílem programu INTERCEPT je vytvořit takové protivirové terapie, které budou účinné proti širokému spektru virů. Tyto terapie se budou s nově vzniklými kmeny virů vyvíjet a nakonec by je měly porazit.

Zní to skvěle. Jak toho ale chce program INTERCEPT dosáhnout? Klíčovou roli by měly sehrát nanočástice TIP (Therapeutic Interfering Particles). Jde o uměle vyrobené nanočástice podobné virům, které se, stejně jako viry, skládají z genetického materiálu, uloženého uvnitř proteinového obalu. Virům se podobají i v tom, že mohou vstoupit dovnitř buněk. „Infikovanou“ buňku ale neohrozí, protože nanočástice TIP nemají k dispozici geny, které by jim umožnily napadnout a využít reprodukční aparát buňky.

Když ale buňku, ve které se usídlily nanočástice TIP napadne skutečný virus a hackne genetický aparát nešťastné buňky, tak by buňka měla spustit produkci kopií „genomu“ TIP. A tyto kousky genetického materiálu budou soupeřit se sekvencemi viru o dostupné proteinové schránky. Genomy nanočástic TIP by to přitom měly vyhrát, protože jich bude v buňce větší množství, nežli kopií genomu viru. Pokud se tohle povede, tak se z toho stane geniální sabotáž. Infikovaná buňka sice vyrobí nové kopie částic viru, ty ale budou uvnitř obsahovat zcela neškodné genomy TIP. Jako když za druhé světové války dopadla mezi spojenecké vojáky mina a namísto exploze z ní vypadl vzkaz od sabotérů z továrny, vyrábějící munici pro německou armádu.

Jestli to bude fungovat, tak se snad konečně staneme pro viry rovnocenným soupeřem. Namísto virů se budou šířit naši obránci a infekci nakonec oslabí natolik, že sama zanikne. Nanočástice TIP tvoří genetický materiál, takže by měly mutovat a vyvíjet se, stejně jako samotné viry. A to je přesně to, co proti virům potřebujeme. Předběžné studie DARPA zatím dopadly slibně. Teď je na řadě program INTERCEPT, který má tři hlavní cíle. Účastníci programu by měli vyvinout nanočástice vhodné pro roli částic TIP, které se za normálních okolností nemnoží, ale v přítomnosti virů se namnoží a virus porazí. Druhým cílem programu je pečlivě ověřit bezpečnost a účinnost takových nanočástic TIP, stejně jako jejich schopnost koevoluce s viry. A konečně třetím cílem programu je sestavit počítačové modely, které by toto vše umožnily modelovat, vytvořit, a také monitorovat.

Autor: RNDr. Stanislav Mihulka, Ph.D.

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.

Použitá literatura:

(orig).

DARPA 7. 4. 2016.