Klonovanie a syntéza vírusov: Rýchlejší spôsob, ako zabrániť budúcim pandémiám

• Autor:
• meno autora

  Predvídavosť Quantumrun
• September 29, 2022

Súhrn prehľadu

Vírusové ochorenia viedli k pokroku v klonovaní vírusov na rýchlu identifikáciu a vývoj vakcín. Zatiaľ čo nedávny výskum zahŕňa inovatívne metódy, ako je použitie kvasiniek na replikáciu SARS-CoV-2, obavy o bezpečnosť a biologickú vojnu pretrvávajú. Tento vývoj by tiež mohol viesť k pokroku v personalizovanej medicíne, poľnohospodárstve a vzdelávaní a formovať budúcnosť s lepšie pripravenou zdravotnou starostlivosťou a biotechnologickými sektormi.

Kontext klonovania a syntézy vírusov

Vírusové ochorenia neustále predstavujú hrozbu pre ľudské bytosti. Tieto vysoko patogénne infekcie spôsobili v histórii veľa utrpenia a často zohrávali kľúčovú úlohu vo výsledku vojen a iných svetových udalostí. Popisy vírusových ohnísk, ako sú kiahne, osýpky, HIV (vírus ľudskej imunodeficiencie), SARS-CoV (koronavírus ťažkého akútneho respiračného syndrómu), vírus chrípky z roku 1918 a ďalšie, dokumentujú ničivé účinky týchto chorôb. Tieto vírusové epidémie viedli vedcov na celom svete ku klonovaniu a syntéze vírusov, aby ich rýchlo identifikovali a vyrobili účinné vakcíny a protilátky. 

Keď v roku 19 vypukla pandémia COVID-2020, svetoví vedci použili klonovanie na štúdium genetického zloženia vírusu. Vedci môžu zošívať fragmenty DNA, aby replikovali vírusový genóm a zaviedli ich do baktérií. Táto metóda však nie je ideálna pre všetky vírusy – najmä koronavírusy. Keďže koronavírusy majú veľké genómy, baktériám je ťažké efektívne sa replikovať. Okrem toho môžu byť časti genómu nestabilné alebo toxické pre baktérie – aj keď dôvod ešte nie je úplne objasnený. 

Na rozdiel od toho, klonovanie a syntetizácia vírusov napreduje v úsilí o biologickú vojnu (BW). Biologická vojna uvoľňuje mikroorganizmy alebo jedy, ktoré majú v úmysle zabiť, zneškodniť alebo vydesiť nepriateľa a zároveň devastovať národné ekonomiky v malých dávkach. Tieto mikroorganizmy sú klasifikované ako zbrane hromadného ničenia, pretože aj malé množstvá môžu spôsobiť veľa obetí. 

Rušivý vplyv

V roku 2020 sa vedci zo Švajčiarskej univerzity v Berne v pretekoch o vývoj vakcíny alebo liečby COVID-19 obrátili na nezvyčajný nástroj: kvasinky. Na rozdiel od iných vírusov sa SARS-CoV-2 nemôže pestovať v ľudských bunkách v laboratóriu, čo sťažuje štúdium. Ale tím vyvinul rýchly a efektívny spôsob klonovania a syntézy vírusu pomocou kvasinkových buniek.

Proces opísaný v článku publikovanom vo vedeckom časopise Nature využíval rekombináciu spojenú s transformáciou (TAR) na fúziu krátkych fragmentov DNA do celých chromozómov v kvasinkových bunkách. Táto technika umožnila vedcom rýchlo a jednoducho replikovať genóm vírusu. Metóda bola použitá na klonovanie verzie vírusu, ktorá kóduje fluorescenčný reportérový proteín, čo umožňuje vedcom skrínovať potenciálne lieky na ich schopnosť blokovať vírus.

Aj keď tento objav ponúka mnoho výhod oproti tradičným metódam klonovania, má aj riziká. Klonovanie vírusov v kvasinkách môže viesť k šíreniu kvasinkových infekcií u ľudí a existuje riziko, že umelý vírus by mohol uniknúť z laboratória. Vedci sa však domnievajú, že proces klonovania ponúka výkonný nástroj na rýchlu replikáciu vírusov a vývoj účinných liečebných postupov alebo vakcín. Okrem toho výskumníci skúmajú implementáciu TAR na klonovanie iných vírusov, vrátane MERS (Middle East Respiratory Syndrome) a Zika.

Dôsledky klonovania a syntézy vírusov

Širšie dôsledky klonovania a syntézy vírusov môžu zahŕňať: 

• Pokračujúci výskum nových vírusov, ktorý vládam umožní pripraviť sa na potenciálne epidémie alebo pandémie.
• Biopharma rýchlo sledujúci vývoj a výrobu liekov proti vírusovým ochoreniam.
• Rastúce využívanie klonovania vírusov na identifikáciu biologických zbraní. Niektoré organizácie však môžu urobiť to isté, aby vyvinuli lepšie chemické a biologické jedy.
• Vlády sú čoraz viac pod tlakom, aby boli transparentné, pokiaľ ide o verejne financované virologické štúdie a replikáciu, ktorá sa vykonáva v ich laboratóriách, vrátane pohotovostných plánov, kedy/ak tieto vírusy uniknú.
• Väčšie verejné a súkromné ​​investície do výskumu klonovania vírusov. Tieto projekty môžu viesť k zvýšeniu zamestnanosti v sektore.
• Rozšírenie v oblasti personalizovanej medicíny, prispôsobenie liečby individuálnym genetickým profilom a zvýšenie účinnosti vírusových terapií.
• Vývoj presnejších metód poľnohospodárskej biokontroly, potenciálne zníženie závislosti od chemických pesticídov a podpora udržateľného poľnohospodárstva.
• Vzdelávacie inštitúcie začleňujúce pokročilú biotechnológiu do učebných osnov, čo vedie ku kvalifikovanejšej pracovnej sile vo virológii a genetike.

Otázky na zváženie

• Ako inak môže podľa vás klonovanie vírusov urýchliť štúdie o vírusových ochoreniach?
• Aké sú ďalšie možné nebezpečenstvá množenia vírusov v laboratóriu?