Группа учёных из Стэнфордского университета под руководством Лея Ци разработала технологию под названием VERAS — систему на основе РНК, которая способна обнаруживать коронавирус прямо внутри живой клетки и самостоятельно реагировать на заражение.
Суть идеи проста: коронавирусы при размножении используют специальный механизм, который распознаёт определённые участки на концах своей же РНК. Учёные превратили этот механизм в своего рода переключатель. Когда вирус начинает размножаться в клетке, он невольно «включает» встроенную в VERAS систему — и та подаёт сигнал тревоги или запускает защитную реакцию.
До этой разработки существующие методы слежения за вирусной инфекцией в живых клетках были несовершенны: они давали много ложных сигналов, плохо чувствовали заражение или требовали убивать клетки для анализа. VERAS лишена этих недостатков — она работает в живых клетках в реальном времени.
Исследователи взяли за основу нетранслируемые участки РНК человеческого коронавируса 229E — того, что вызывает обычную простуду. На его основе создали 6 вариантов системы и проверили их в клеточной культуре несколькими методами. Результат: негативные варианты VERAS давали усиление сигнала в 17–31 раз именно в заражённых клетках, точно совпадая с известными признаками вирусного размножения, сообщает журнал BioDesign Research.
Система программируемая. Ей можно «дать задание» не просто сигнализировать о вирусе, но и запустить гибель заражённой клетки или выброс интерферона — белка, который предупреждает соседние клетки об опасности. В экспериментах клетки с такой VERAS резко подавляли размножение вируса и защищали соседей.
Если к РНК-конструкции добавить вирусные упаковочные сигналы, она попадает в новые вирусные частицы и вместе с вирусом переносится в следующие заражённые клетки — то есть система способна «путешествовать» по очагу инфекции.
Пока это лабораторный инструмент. Сама РНК-конструкция недорога в синтезе, и любая лаборатория с базой для работы с РНК может её воспроизвести. Главная трудность — доставка в клетки живого организма: для этого нужны вирусные векторы или липидные наночастицы, как в вакцинах от ковида. До применения у людей ещё далеко.
У технологии есть и ограничения. Она работает только для вирусов с похожим механизмом репликации — для гриппа, ВИЧ или герпеса не подойдёт. Если вирус перешёл в «спящую» стадию и не размножается активно, VERAS не сработает. Кроме того, все эксперименты проводились на клеточной линии без нормального иммунного ответа, а в живом организме интерфероны и другие защитные механизмы могут повлиять на работу системы непредсказуемо. Данных о долгосрочной стабильности РНК внутри клеток в работе также нет.
Через 3–4 года система может появиться в наборах для тестирования противовирусных препаратов в фармацевтических лабораториях. Для обычного человека польза пока косвенная — более точные тесты на ковид или новые лекарства от простуды.