اخیراً تحقیقات نشان داده است که گروهی از آنزیم‌های مصنوعی می‌توانند با جدا کردن انتخابی ژنوم RNA با ویروس کرونا مبارزه کنند. محققان معتقدند این روش می تواند مشکلات اصلی راه حل های قبلی را حل کند و به سرعت یک درمان ضد ویروسی برای بیماری های تهدید کننده ایجاد کند.
با شروع همه‌گیری کووید-19، الکساندر تیلور، زیست‌شناس شیمیایی در دانشگاه کمبریج، به دنبال اصلاح فناوری برش ژنی بود که قبلاً با همکارانش توسعه داده بود: آنزیم‌های مصنوعی، به اصطلاح. Xn یا اسید زنو نوکلئیک (XNAzymes) که از RNA مصنوعی تشکیل شده اند. تیلور که در طول قرنطینه به تنهایی کار می کرد، طی چند روز پنج توالی آنزیم XN را در ژنوم SARS-Covid-2 تولید کرد.
به طور کلی، یک آنزیم یک کاتالیزور طبیعی است که تغییرات شیمیایی را تسهیل می کند (در این مورد با تقسیم مولکول ها از هم). آنزیم های قبلی بر اساس DNA (DNA) و RNA (RNA) در جداسازی مولکول های بلند با ساختار پیچیده مانند ژنوم ویروس ها با مشکل مواجه شد. در عوض، آنها هدف را با استفاده از خود آنزیم‌های داخل سلول از بین می‌برند – فرآیندی که دقیق‌تر است و می‌تواند منجر به ریزش خارج از هدف و افزایش عوارض جانبی شود.
سال گذشته، تیلور و همکارانش نشان دادند که آنزیم XN می‌تواند توالی‌هایی را که تنها یک حرف با کد ژنتیکی تفاوت دارند، بدون وقفه تشخیص دهد.
به گفته محققان، این گروه از آنزیم ها عملکرد بهتری نسبت به آنزیم های قبلی دارند. زیرا پیوندهای شیمیایی قوی تری تشکیل می دهند و با باز شدن آنزیم های DNA و RNA ساختار و عملکرد خود را حفظ می کنند.
ابزارهای ویرایش محبوب ژان کریسپر (CRISPR) همچنین می تواند RNA را هدف قرار دهد، اما سیستم ایمنی بدن انسان گاهی پاسخ ضعیفی به آنزیم های باکتریایی مورد استفاده در این روش نشان می دهد. آنزیم XN در طبیعت وجود ندارد، بنابراین باعث حمله کمتری به سیستم ایمنی می شود. علاوه بر این، آنها به انتخاب اجزای اضافی از داخل سلول متکی نیستند که باعث کاهش عوارض جانبی می شود.
تمام درمان های مدرن RNA از ماشین های سلولی استفاده می کنند. با این حال، این یک درمان مستقل است.
روی ون در میل، مهندس زیست پزشکی در دانشگاه فناوری آیندهوون در هلند
بر اساس مطالعه اخیر Nature Communications، آنزیم XN تکثیر ویروس سارس-کووید-2 را در سلول های آلوده تا 75 درصد کاهش می دهد. این روش بهتر از سایر روش هایی است که سال ها توسعه یافته اند.
دانشمندان از آنزیم XN برای هدف قرار دادن سه قسمت از ژنوم ویروس استفاده کردند تا جهش را دشوار کنند.
این روش می تواند به سرعت با سایر ویروس ها سازگار شود. همانطور که سیستم اصلی ثابت می ماند. فقط قسمتی که به هدف متصل می شود نیاز به برنامه ریزی مجدد دارد. به گفته یکی از محققان این مطالعه، آنزیم‌های XN پتانسیل زیادی در پزشکی دقیق دارند: آنها می‌توانند در درمان بسیاری از بیماری‌ها و حتی به طور بالقوه ژن‌های سرطانی جهش‌یافته را هدف قرار دهند.
محققان خاطرنشان کردند که هنوز راهی برای رساندن آنزیم XN به سلول‌های انسانی پیدا نکرده‌اند، اما واندر میل معتقد است روش‌های مورد استفاده برای سایر درمان‌های مبتنی بر RNA می‌توانند کارساز باشند. این تیم تحقیقاتی در حال حاضر روی ثبات و دقت آنزیم و آزمایش توالی های هدف بیشتری کار می کنند.