Τεχνητά ένζυμα-ψαλίδια: Το νέο «όπλο» κατά του κορωνοϊού από Βρετανούς επιστήμονες

Επιστήμονες στη Βρετανία χρησιμοποίησαν τη συνθετική βιολογία για να δημιουργήσουν τεχνητά ένζυμα που λειτουργούν ως μοριακά «ψαλίδια», προγραμματισμένα να στοχεύουν τον γενετικό κώδικα του κορωνοϊού SARS-CoV-2 και έτσι να τον καταστρέφουν.

Η νέα αυτή προσέγγιση θα μπορούσε να αξιοποιηθεί για να αναπτυχθεί μια νέα γενιά αντιικών φαρμάκων.

Τα φυσικά ένζυμα είναι βιολογικοί καταλύτες που επιτρέπουν χημικές μετατροπές αναγκαίες προκειμένου να λειτουργεί το σώμα, όπως π.χ. να «μεταφράζουν» τον γενετικό κώδικα σε πρωτεΐνες ή να βοηθούν στην πέψη της τροφής. Μολονότι τα περισσότερα ένζυμα είναι πρωτεΐνες, μερικές από αυτές τις ζωτικές βιοχημικές αντιδράσεις γίνονται με τη μεσολάβηση σε ρόλο καταλύτη του μορίου του RNA, του χημικού «ξαδέρφου» του DNA, το οποίο δημιουργεί μια ειδική κατηγορία ενζύμων, τα ριβοένζυμα ή ριβόζυμα. Μερικά ριβοένζυμα μπορούν να λειτουργήσουν σαν ψαλίδια και να κόψουν άλλα μόρια RNA.

Οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει εδώ και λίγα χρόνια ότι τεχνητό γενετικό υλικό, γνωστό ως ΧΝΑ, που δεν υπάρχει στη φύση και αποτελεί συνθετικό εναλλακτικό στο DNA και στο RNA, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δημιουργηθούν τα πρώτα στον κόσμο πλήρως τεχνητά ένζυμα, γνωστά ως ΧΝΑ-ένζυμα ή ξενο-ένζυμα. Στην πορεία έχει δημιουργηθεί μια νέα γενιά από αυτά τα συνθετικά ένζυμα, που είναι πια πολύ πιο σταθερά και αποτελεσματικά από τα αρχικά. Είναι πλέον ικανά να κόβουν με ακρίβεια μακριά πολύπλοκα μόρια RNA.

Τώρα για πρώτη φορά αυτά τα τεχνητά ένζυμα-ψαλίδια επιστρατεύονται κατά του κορονοϊού.

Οι ερευνητές του Ινστιτούτου Θεραπευτικής Ανοσολογίας και Λοιμωδών Νόσων(CITIID) του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ, με επικεφαλής τον δρα Άλεξ Τέιλορ, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature Communications», κατάφεραν να χρησιμοποιήσουν τη νέα μέθοδο για να «σκοτώσουν» με επιτυχία ζωντανό κορονοϊό.

Οι ερευνητές τόνισαν: «Δείξαμε κατ’ αρχήν ότι είναι κάτι εφικτό, αν και βρισκόμαστε ακόμη στην αρχή. Αξίζει να θυμηθούμε ότι τα άκρως επιτυχημένα εμβόλια των Pfizer και Moderna κατά της Covid-19 βασίζονται τα ίδια σε συνθετικά μόρια RNA, συνεπώς πρόκειται για ένα πραγματικά συναρπαστικό και ταχέως αναπτυσσόμενο πεδίο με τεράστιες δυνατότητες».

Επειδή τα ΧΝΑ-ένζυμα έχουν μεγάλη ακρίβεια στόχευσης, θεωρητικά θα μπορούσαν να αποφύγουν αστοχίες και τοξικές παρενέργειες που έχουν εμφανίσει άλλες μοριακές θεραπείες. Επίσης, παρόλο που ο κορονοϊός εξελίσσεται συνεχώς αλλάζοντας τον γενετικό κώδικα του, οδηγώντας σε νέες παραλλαγές που καθιστούν τα εμβόλια λιγότερο αποτελεσματικά, τα ΧΝΑ-ένζυμα μπορούν να καθοδηγηθούν να στοχεύουν στις περιοχές του ιικού RNA που μεταλλάσσονται λιγότερο συχνά ή μπορούν να κόβουν ταυτόχρονα διαφορετικά μέρη του ιικού γονιδιώματος ή ακόμη θα μπορούσαν να συνδυαστούν περισσότερα ΧΝΑ-ένζυμα σε ένα «κοκτέιλ».

Οι Βρετανοί επιστήμονες ευελπιστούν ότι τα τεχνητά ένζυμα θα είναι δυνατό μελλοντικά να χορηγούνται με τη μορφή φαρμάκου για να προστατεύονται από Covid-19 όσοι εκτίθενται στον κορονοϊό, αποτρέποντας την μόλυνση, ή ακόμη να θεραπεύουν ασθενείς με λοίμωξη, βοηθώντας το σώμα να ξεφορτωθεί τον κορονοϊό, κάτι ιδιαίτερα σημαντικό για τους ανθρώπους με εξασθενημένο ανοσοποιητικό σύστημα.

Το επόμενο βήμα, σύμφωνα με τον Τέιλορ, θα είναι η δημιουργία ξενο-ενζύμων που θα είναι ακόμη πιο στοχευμένα και ανθεκτικά, έτσι ώστε να μπορούν να παραμείνουν περισσότερο χρόνο στο σώμα και να δουλεύουν ως αποτελεσματικότεροι καταλύτες σε μικρότερες δόσεις.