Klonen en synthetiseren van virussen: een snellere manier om toekomstige pandemieën te voorkomen

• Auteur:
• auteursnaam

  Quantumrun-prognose
• 29 september 2022

Samenvatting inzicht

Virale ziekten hebben geleid tot vooruitgang op het gebied van het klonen van virussen voor snelle identificatie en vaccinontwikkeling. Hoewel recent onderzoek innovatieve methoden omvat, zoals het gebruik van gist voor de replicatie van SARS-CoV-2, blijven er zorgen bestaan ​​over de veiligheid en biologische oorlogsvoering. Deze ontwikkelingen kunnen ook de vooruitgang op het gebied van de gepersonaliseerde geneeskunde, de landbouw en het onderwijs stimuleren, en zo een toekomst vormgeven met beter voorbereide gezondheidszorg- en biotechnologiesectoren.

De context van virussen klonen en synthetiseren

Virale ziekten vormen consequent een bedreiging voor de mens. Deze zeer pathogene infecties hebben door de geschiedenis heen veel lijden veroorzaakt en hebben vaak een cruciale rol gespeeld in de uitkomst van oorlogen en andere wereldgebeurtenissen. Verslagen van virale uitbraken, zoals pokken, mazelen, HIV (humaan immunodeficiëntievirus), SARS-CoV (ernstig acuut respiratoir syndroom coronavirus), het griepvirus van 1918 en andere, documenteren de verwoestende effecten van deze ziekten. Deze virale uitbraken hebben wetenschappers over de hele wereld ertoe gebracht virussen te klonen en te synthetiseren om ze snel te identificeren en effectieve vaccins en tegengiffen te produceren. 

Toen de COVID-19-pandemie in 2020 uitbrak, gebruikten wereldwijde onderzoekers klonen om de genetische samenstelling van het virus te bestuderen. Wetenschappers kunnen DNA-fragmenten naaien om een ​​viraal genoom te repliceren en ze in bacteriën te introduceren. Deze methode is echter niet ideaal voor alle virussen, vooral niet voor coronavirussen. Omdat coronavirussen grote genomen hebben, maakt dit het moeilijk voor bacteriën om effectief te repliceren. Bovendien kunnen delen van het genoom onstabiel of giftig zijn voor bacteriën, hoewel de reden nog niet helemaal duidelijk is. 

Daarentegen bevorderen het klonen en synthetiseren van virussen de inspanningen op het gebied van biologische oorlogsvoering (BW). Bij biologische oorlogsvoering komen micro-organismen of vergiften vrij die de vijand willen doden, uitschakelen of angst aanjagen, terwijl ze ook de nationale economieën in kleine doses verwoesten. Deze micro-organismen worden geclassificeerd als massavernietigingswapens omdat zelfs kleine hoeveelheden veel slachtoffers kunnen maken. 

Disruptieve impact

In de race om een ​​vaccin of behandeling voor COVID-2020 te ontwikkelen, hebben wetenschappers van de in Zwitserland gevestigde Universiteit van Bern in 19 een ongebruikelijk hulpmiddel gekozen: gist. In tegenstelling tot andere virussen kan SARS-CoV-2 niet in menselijke cellen in het laboratorium worden gekweekt, wat het bestuderen ervan lastig maakt. Maar het team ontwikkelde een snelle en efficiënte methode om het virus te klonen en te synthetiseren met behulp van gistcellen.

Het proces, beschreven in een artikel gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature, maakte gebruik van transformatie-geassocieerde recombinatie (TAR) om korte DNA-fragmenten te laten samensmelten tot hele chromosomen in gistcellen. Met deze techniek konden wetenschappers het virusgenoom snel en gemakkelijk repliceren. De methode is gebruikt om een ​​versie van het virus te klonen die codeert voor een fluorescerend reportereiwit, waardoor wetenschappers potentiële medicijnen kunnen screenen op hun vermogen om het virus te blokkeren.

Hoewel deze ontdekking veel voordelen biedt ten opzichte van traditionele kloonmethoden, zijn er ook risico's. Het klonen van virussen in gist kan leiden tot de verspreiding van schimmelinfecties bij mensen, en het risico bestaat dat een gemanipuleerd virus uit een laboratorium kan ontsnappen. Desalniettemin geloven wetenschappers dat het kloonproces een krachtig hulpmiddel biedt voor het snel repliceren van virussen en het ontwikkelen van effectieve behandelingen of vaccins. Daarnaast onderzoeken onderzoekers de implementatie van TAR om andere virussen te klonen, waaronder MERS (Middle East Respiratory Syndrome) en Zika.

Gevolgen van het klonen en synthetiseren van virussen

Bredere implicaties van het klonen en synthetiseren van virussen kunnen zijn: 

• Voortzetting van onderzoek naar opkomende virussen, waardoor overheden zich kunnen voorbereiden op mogelijke epidemieën of pandemieën.
• Biopharma versnelt de ontwikkeling en productie van geneesmiddelen tegen virale ziekten.
• Het toenemende gebruik van het klonen van virussen om biologische wapens te identificeren. Sommige organisaties zouden echter hetzelfde kunnen doen om betere chemische en biologische vergiften te ontwikkelen.
• Overheden worden steeds meer onder druk gezet om transparant te zijn over hun door de overheid gefinancierde virologiestudies en de replicatie die in hun laboratoria wordt gedaan, inclusief noodplannen voor wanneer/als deze virussen ontsnappen.
• Grotere publieke en private investeringen in onderzoek naar het klonen van virussen. Deze projecten kunnen leiden tot meer werkgelegenheid in de sector.
• Uitbreiding op het gebied van gepersonaliseerde geneeskunde, het afstemmen van behandelingen op individuele genetische profielen en het vergroten van de effectiviteit van virale therapieën.
• Ontwikkeling van nauwkeurigere landbouwbiocontrolemethoden, waardoor mogelijk de afhankelijkheid van chemische pesticiden wordt verminderd en duurzame landbouw wordt bevorderd.
• Onderwijsinstellingen die geavanceerde biotechnologie opnemen in curricula, wat leidt tot beter geschoolde arbeidskrachten op het gebied van virologie en genetica.

Vragen om te overwegen

• Hoe denk je anders dat het klonen van virussen studies naar virale ziekten kan versnellen?
• Wat zijn de andere mogelijke gevaren van het reproduceren van virussen in het laboratorium?