Cercetătorii au deturnat o „seringă” moleculară pe care unele virusuri și bacterii o folosesc pentru a-și infecta gazdele și au determinat-o să introducă proteine cu rol terapeutic în celulele umane cultivate în laborator.
Această tehnică ar putea oferi o cale de a administra medicamente pe bază de proteine, însă nu înainte de a fi testată mai mult. După optimizare, abordarea s-ar putea dovedi utilă pentru livrarea componentelor necesare editării genetice prin CRISPR-Cas9.
Utilizarea în medicină a tehnicii de secvențiere genetică CRISPR este limitată de provocările reprezentate de introducerea reactivilor – enzima Cas9 și secvența de ARN care o ghidează către o zonă specifică a genomului – în interiorul celulei. Tehnica a fost utilizată preponderent pentru editarea genomului celulelor hepatice, sanguine și oculare, deoarece aceste celule pot fi accesate prin metodele de livrare curente. Pentru alte celule, cum sunt cele din creier și rinichi, nu avem sisteme de livrare bune.
Microbiologii au observat un grup neobișnuit de bacterii care utilizează „ ace” moleculare pentru a străpunge membrana celulelor-gazdă. Apoi bacteria introduce proteine prin această perforație în interiorul celulei, exploatând fiziologia celulară în folosul propriu.
Anul trecut, cercetătorii au putut manipula acest sistem de tip seringă la bacteria bioluminiscentă Photorhabdus asymbiotica, introducând în celula acesteia proteine de la mamifere, plante și ciuperci. În mod normal, bacteria trăiește în interiorul nematodelor și folosește seringa moleculară pentru a transporta toxine în celulele insectelor infectate cu nematodele respective. Toxinele ucid insectele, iar nematodele consumă rămășițele.
În cadrul noului studiu, cercetătorii au căutat să modifice genetic seringa moleculară a bacteriei P. asymbiotica pentru a recunoaște celulele umane. Ei s-au concentrat pe o regiune a seringii care se leagă de o proteină găsită pe suprafața celulei insectei. Folosind programul de inteligență artificială AlphaFold, care prezice structura proteinelor, echipa de cercetători a proiectat modalități de modificare a acestei regiuni pentru a recunoaște celulele de om și șoarece. Apoi au încărcat seringa cu diferite proteine, inclusiv Cas9 și toxine ce pot fi folosite pentru uciderea celulelor canceroase, și le-au livrat în interiorul celulelor umane cultivate în laborator.
Sistemul nu a putut transporta molecula de ARN mesager necesară editării genetice prin CRISPR-Cas9, dar cercetătorii lucrează la noi metode de realizare a acestui lucru.
Sursa: Nature