שיבוט וסינתזה של וירוסים: דרך מהירה יותר למנוע מגיפות עתידיות
שיבוט וסינתזה של וירוסים: דרך מהירה יותר למנוע מגיפות עתידיות
שיבוט וסינתזה של וירוסים: דרך מהירה יותר למנוע מגיפות עתידיות
- מְחַבֵּר:
- ספטמבר 29, 2022
סיכום תובנה
מחלות ויראליות הובילו להתקדמות בשיבוט וירוסים לזיהוי מהיר ופיתוח חיסונים. בעוד שהמחקר האחרון כולל שיטות חדשניות כמו שימוש בשמרים לשכפול SARS-CoV-2, החששות לגבי בטיחות ולוחמה ביולוגית נמשכים. התפתחויות אלו יכולות גם להניע התקדמות ברפואה, חקלאות וחינוך מותאמת אישית, ולעצב עתיד עם מגזרי בריאות וביוטכנולוגיה מוכנים יותר.
שיבוט וסינתזה של הקשר וירוסים
מחלות ויראליות היוו באופן עקבי איום על בני אדם. זיהומים פתוגניים מאוד אלה גרמו סבל רב לאורך ההיסטוריה, ולעתים קרובות ממלאים תפקיד מרכזי בתוצאות מלחמות ואירועים עולמיים אחרים. חשבונות של התפרצויות ויראליות, כמו אבעבועות שחורות, חצבת, HIV (נגיף כשל חיסוני אנושי), SARS-CoV (נגיף תסמונת נשימה חריפה חמורה), וירוס השפעת משנת 1918 ואחרים, מתעדים את ההשפעות ההרסניות של מחלות אלו. התפרצויות ויראליות אלו הובילו מדענים ברחבי העולם לשבט ולסנתז וירוסים כדי לזהות אותם במהירות ולייצר חיסונים ותכשירים יעילים.
כאשר מגיפת COVID-19 פרצה בשנת 2020, חוקרים עולמיים השתמשו בשיבוט כדי לחקור את ההרכב הגנטי של הנגיף. מדענים עשויים לתפור שברי DNA כדי לשכפל גנום ויראלי ולהכניס אותם לחיידקים. עם זאת, שיטה זו אינה אידיאלית עבור כל הנגיפים - במיוחד נגיפים. מכיוון שלקורונווירוס יש גנום גדול, הדבר מקשה על חיידקים להשתכפל ביעילות. בנוסף, חלקים מהגנום יכולים להיות לא יציבים או רעילים לחיידקים - אם כי הסיבה עדיין לא מובנת במלואה.
לעומת זאת, שיבוט וסינתזה של וירוסים מקדמים מאמצי לוחמה ביולוגית (BW). לוחמה ביולוגית משחררת מיקרואורגניזמים או רעלים שמתכוונים להרוג, להשבית או להפחיד את האויב תוך הרס של כלכלות לאומיות במינונים זעירים. מיקרואורגניזמים אלה מסווגים כנשק להשמדה המונית מכיוון שאפילו כמויות קטנות עלולות לגרום לנפגעים רבים.
השפעה משבשת
בשנת 2020, במירוץ לפיתוח חיסון או טיפול ל-COVID-19, מדענים מאוניברסיטת ברן שבסיסה בשוויץ פנו לכלי יוצא דופן: שמרים. שלא כמו וירוסים אחרים, לא ניתן לגדל SARS-CoV-2 בתאים אנושיים במעבדה, מה שהופך את הלימוד למאתגר. אבל הצוות פיתח שיטה מהירה ויעילה לשיבוט וסינתזה של הנגיף באמצעות תאי שמרים.
התהליך, שתואר במאמר שפורסם בכתב העת המדעי Nature, השתמש ברקומבינציה הקשורה לטרנספורמציה (TAR) כדי למזג שברי DNA קצרים לכרומוזומים שלמים בתאי שמרים. טכניקה זו אפשרה למדענים לשכפל במהירות ובקלות את גנום הנגיף. השיטה שימשה לשבט גרסה של הנגיף המקודדת לחלבון כתב פלואורסצנטי, מה שמאפשר למדענים לסנן תרופות פוטנציאליות ליכולתן לחסום את הנגיף.
אמנם תגלית זו מציעה יתרונות רבים על פני שיטות שיבוט מסורתיות, אך יש לה גם סיכונים. שיבוט וירוסים בשמרים עלול להוביל להתפשטות של זיהומי שמרים בבני אדם, וקיים סיכון שוירוס מהונדס יכול לברוח ממעבדה. אף על פי כן, מדענים מאמינים שתהליך השיבוט מציע כלי רב עוצמה לשכפול מהיר של וירוסים ופיתוח טיפולים או חיסונים יעילים. בנוסף, חוקרים חוקרים את היישום של TAR לשבט וירוסים אחרים, כולל MERS (תסמונת הנשימה של המזרח התיכון) וזיקה.
השלכות של שיבוט וסינתזה של וירוסים
השלכות רחבות יותר של שיבוט וסינתזה של וירוסים עשויות לכלול:
- המשך מחקר על וירוסים מתעוררים, המאפשר לממשלות להתכונן למגיפות או מגיפות פוטנציאליות.
- ביופארמה מעקב מהיר לפיתוח וייצור תרופות נגד מחלות ויראליות.
- השימוש הגובר בשיבוט וירוסים לזיהוי נשק ביולוגי. עם זאת, ארגונים מסוימים עשויים לעשות את אותו הדבר כדי לפתח רעלים כימיים וביולוגיים טובים יותר.
- ממשלות נלחצות יותר ויותר להיות שקופות לגבי מחקרי הווירולוגיה שלה במימון ציבורי והשכפול שנעשה במעבדות שלהן, כולל תוכניות מגירה מתי/אם וירוסים אלה יברחו.
- השקעות ציבוריות ופרטיות גדולות יותר במחקר שיבוט וירוסים. פרויקטים אלו עשויים להביא להגדלת התעסוקה במגזר.
- התרחבות בתחום הרפואה המותאמת אישית, התאמת טיפולים לפרופילים גנטיים אינדיבידואליים והגברת יעילותם של טיפולים ויראליים.
- פיתוח שיטות בקרה ביולוגית חקלאית מדויקות יותר, העלולות להפחית את ההסתמכות על חומרי הדברה כימיים וטיפוח חקלאות בת קיימא.
- מוסדות חינוך המשלבים ביוטכנולוגיה מתקדמת בתוכניות הלימודים, מה שמוביל לכוח עבודה מיומן יותר בווירולוגיה וגנטיקה.
שאלות שכדאי לקחת בחשבון
- איך עוד לדעתך שיבוט וירוסים יכול להאיץ מחקרים על מחלות ויראליות?
- מהן הסכנות האפשריות האחרות של רביית וירוסים במעבדה?
הפניות לתובנות
הקישורים הפופולריים והמוסדיים הבאים קיבלו התייחסות לתובנה זו:
