Clonarea și sintetizarea virușilor: o modalitate mai rapidă de a preveni viitoarele pandemii

• Autor:
• Numele autorului

  Previziune Quantumrun
• 29 Septembrie, 2022

Rezumat perspectivă

Bolile virale au condus la progrese în clonarea virusului pentru identificarea rapidă și dezvoltarea vaccinurilor. În timp ce cercetările recente includ metode inovatoare, cum ar fi utilizarea drojdiei pentru replicarea SARS-CoV-2, preocupările privind siguranța și războiul biologic persistă. Aceste evoluții ar putea conduce, de asemenea, progrese în medicina personalizată, agricultură și educație, modelând un viitor cu sectoare de sănătate și biotehnologie mai bine pregătite.

Contextul clonării și sintetizării virușilor

Bolile virale au reprezentat în mod constant o amenințare pentru ființele umane. Aceste infecții foarte patogene au cauzat multă suferință de-a lungul istoriei, jucând adesea un rol esențial în rezultatul războaielor și altor evenimente mondiale. Relatările despre focare virale, cum ar fi variola, rujeola, HIV (virusul imunodeficienței umane), SARS-CoV (coronavirusul sindromului respirator acut sever), virusul gripal din 1918 și altele, documentează efectele devastatoare ale acestor boli. Aceste focare virale i-au determinat pe oamenii de știință din întreaga lume să cloneze și să sintetizeze viruși pentru a le identifica rapid și a produce vaccinuri și antidoturi eficiente. 

Când pandemia COVID-19 a izbucnit în 2020, cercetătorii globali au folosit clonarea pentru a studia compoziția genetică a virusului. Oamenii de știință pot coase fragmente de ADN pentru a replica un genom viral și a le introduce în bacterii. Cu toate acestea, această metodă nu este ideală pentru toți virușii, în special pentru coronavirus. Deoarece coronavirusurile au genomi mari, acest lucru face dificilă replicarea eficientă a bacteriilor. În plus, părți ale genomului pot fi instabile sau toxice pentru bacterii - deși motivul nu este încă pe deplin înțeles. 

În schimb, clonarea și sintetizarea virușilor promovează eforturile de război biologic (BW). Războiul biologic eliberează microorganisme sau otrăvuri care intenționează să omoare, să dezactiveze sau să îngrozească inamicul, în același timp, devastând economiile naționale în doze mici. Aceste microorganisme sunt clasificate drept arme de distrugere în masă, deoarece chiar și cantități mici ar putea produce multe victime. 

Impact perturbator

În 2020, în cursa pentru a dezvolta un vaccin sau un tratament pentru COVID-19, oamenii de știință de la Universitatea din Berna, cu sediul în Elveția, au apelat la un instrument neobișnuit: drojdia. Spre deosebire de alți virusuri, SARS-CoV-2 nu poate fi cultivat în celule umane în laborator, ceea ce face dificil de studiat. Dar echipa a dezvoltat o metodă rapidă și eficientă de clonare și sinteză a virusului folosind celule de drojdie.

Procesul, descris într-o lucrare publicată în revista de știință Nature, a folosit recombinarea asociată transformării (TAR) pentru a fuziona fragmente scurte de ADN în cromozomi întregi din celulele de drojdie. Această tehnică a permis oamenilor de știință să reproducă rapid și ușor genomul virusului. Metoda a fost folosită pentru a clona o versiune a virusului care codifică o proteină reporter fluorescentă, permițând oamenilor de știință să analizeze potențialele medicamente pentru capacitatea lor de a bloca virusul.

Deși această descoperire oferă multe avantaje față de metodele tradiționale de clonare, are și riscuri. Clonarea virușilor din drojdie poate duce la răspândirea infecțiilor cu drojdie la oameni și există riscul ca un virus artificial să poată scăpa dintr-un laborator. Cu toate acestea, oamenii de știință cred că procesul de clonare oferă un instrument puternic pentru replicarea rapidă a virușilor și dezvoltarea de tratamente sau vaccinuri eficiente. În plus, cercetătorii investighează implementarea TAR pentru a clona alți viruși, inclusiv MERS (Sindromul respirator din Orientul Mijlociu) și Zika.

Implicațiile clonării și sintetizării virusurilor

Implicațiile mai largi ale clonării și sintetizării virușilor pot include: 

• Continuarea cercetării privind virusurile emergente, permițând guvernelor să se pregătească pentru potențiale epidemii sau pandemii.
• Biopharma care urmărește dezvoltarea și producția de medicamente împotriva bolilor virale.
• Utilizarea tot mai mare a clonării virusului pentru identificarea armelor biologice. Cu toate acestea, unele organizații ar putea face același lucru pentru a dezvolta otrăvuri chimice și biologice mai bune.
• Guvernele sunt din ce în ce mai presate să fie transparente în ceea ce privește studiile sale de virologie finanțate din fonduri publice și replicarea care se face în laboratoarele lor, inclusiv planurile de urgență pentru când/dacă acești viruși scapă.
• Investiții publice și private mai mari în cercetarea clonării virușilor. Aceste proiecte pot duce la creșterea locurilor de muncă în sector.
• Extinderea în domeniul medicinei personalizate, adaptarea tratamentelor la profilurile genetice individuale și creșterea eficacității terapiilor virale.
• Dezvoltarea unor metode de biocontrol agricol mai precise, reducând potențial dependența de pesticidele chimice și încurajând agricultura durabilă.
• Instituțiile de învățământ care încorporează biotehnologia avansată în programele de învățământ, ceea ce duce la o forță de muncă mai calificată în virologie și genetică.

Întrebări de luat în considerare

• Cum altfel credeți că clonarea virușilor poate accelera studiile asupra bolilor virale?
• Care sunt celelalte posibile pericole ale reproducerii virușilor în laborator?