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科学家瞄准针对COVID-19的基因靶向突破

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-06-05 14:03  浏览次数:0
摘 要:斯坦福大学的一个科学家团队正在与Molecular Foundry的研究人员合作,Molecular Foundry是一种纳米科学的用户设施,位于能源部的
 斯坦福大学的一个科学家团队正在与Molecular Foundry的研究人员合作,Molecular Foundry是一种纳米科学的用户设施,位于能源部的劳伦斯·伯克利国家实验室(伯克利实验室),用于开发针对COVID-19的靶向基因的抗病毒剂。
 
去年,斯坦福大学生物工程学,化学与系统生物学系的助理教授斯坦利·奇(Stanley Qi)及其团队开始研究一种称为PAC-MAN的技术,即人类细胞中的预防性抗病毒CRISPR,该技术使用了编辑工具CRISPR对抗流感。
 
但这一切在1月份发生了变化,当时出现了COVID-19大流行的新闻。 Qi和他的团队突然遇到了一种神秘的新病毒,没有人有明确的解决方案。齐说:“所以我们认为,'为什么不尝试使用我们的PAC-MAN技术来对抗它?”
 
自3月下旬以来,齐和他的团队一直与伯克利实验室分子铸造所的生物纳米结构设施的首席科学工程助理迈克尔·康诺利(Michael Connolly)领导的小组合作,开发将PAC-MAN输送到患者细胞中的系统。
 
像所有CRISPR系统一样,PAC-MAN由一种酶(在这种情况下为杀病毒酶Cas13)和一串引导RNA组成,该RNA命令Cas13破坏冠状病毒基因组中的特定核苷酸序列。通过扰乱病毒的遗传密码,PAC-MAN可以中和冠状病毒并阻止其在细胞内复制。
 
齐说,将PAC-MAN从分子工具转化为抗COVID-19治疗的关键挑战是找到一种有效的方法将其传递到肺细胞中。当导致COVID-19的冠状病毒SARS-CoV-2侵入肺部时,被感染者的气囊会发炎并充满液体,从而劫持了病人的呼吸能力。
 
他说:“但是我的实验室在传送方法上不起作用。”因此,在3月14日,他们发表了论文的预印本,甚至发布了推文,以期吸引具有细胞递送技术专业知识的潜在合作者。
 
不久之后,他们在分子铸造厂了解了康诺利在合成称为脂质体的合成分子上的工作。
 
脂质体是合成肽模拟物的一种,被称为“类肽”,由Connolly的导师Ron Zuckermann于20年前首次发现。从那以后的几十年中,Connolly和Zuckermann致力于开发类肽递送分子,例如脂质体。在与Molecular Foundry用户的合作下,他们证明了脂质体在将DNA和RNA输送到多种细胞系中的有效性。
 
如今,研究类脂的潜在治疗应用的研究人员表明,这些物质对人体无毒,并且可以通过将核苷酸封装在仅十亿分之一米宽(病毒大小)的微小纳米颗粒中来传递核苷酸。
 
现在,Qi希望将他基于CRISPR的COVID-19治疗方法添加到Molecular Foundry不断增长的脂质体递送系统中。
 
4月下旬,斯坦福大学的研究人员测试了一种脂质体-Lipitoid 1-它与DNA和RNA自组装成人类上皮肺细胞样本中的PAC-MAN载体。
 
据齐说,脂质体表现非常好。当与靶向冠状病毒的PAC-MAN一起包装时,该系统将溶液中合成SARS-CoV-2的量减少了90%以上。他说:“伯克利实验室的分子铸造厂为我们提供了改变我们研究的分子宝藏。”
 
该小组接下来计划在动物模型中测试SAR-CoV-2活病毒的PAC-MAN /类脂体系统。纽约大学和瑞典斯德哥尔摩卡罗林斯卡研究所的合作者将加入他们的行列。
 
如果成功,他们希望继续与Connolly及其团队合作,进一步开发针对SARS-CoV-2和其他冠状病毒的PAC-MAN /类脂体疗法,并探索扩大他们的实验以进行临床前测试。
 
Connolly表示:“有效的脂质体递送,加上CRISPR靶向,不​​仅可以针对COVID-19,而且还可以针对具有大流行潜力的新病毒株,提供一种非常强大的策略来对抗病毒性疾病。”
 
Qi补充说:“每个人都在昼夜不停地努力寻找新的解决方案。”他的预印本最近经过同行评审,并发表在Cell杂志上。 “在目前的困难时期,在各个机构中结合专业知识并测试新想法非常有益。”
 
 
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