Mikrobiologové popsali vlastnosti viru, který umí díky své specifické struktuře a využívání tlaku infikovat bakterie, jež žijí v horkých pramenech při teplotě až 160 stupňů Celsia. Vědci jeho postupy nyní napodobují s cílem dopravit účinné látky přímo do nemocné buňky – například té napadené rakovinou.
Virus nalezený ve vařící vodě termálních pramenů může změnit medicínu
Virus vědci našli na Kamčatce, v jednom z tamních horkých pramenů. Jmenuje se Thermus thermophilus. „Vydali jsme se na lov virů a bakterií, které bývají těmito viry infikované – v USA, Chile, Rusku, Itálii a dalších zemích,“ uvedl spoluautor práce Konstantin Severinov.
Rozbor tohoto viru odhalil, že má velmi zvláštní strukturu, kterou může člověk velmi vhodně využít ve svůj prospěch. Viry, jež infikují bakterie, mají proteinový obal, který tvoří jakousi hlavičku. Ta má tvar dvacetistěnu. DNA je v ní velmi intenzivně natěsnaná, téměř jako krystal, pod velkým tlakem. Když se virus naváže na buňku, kterou chce infikovat, tento tlak se uvolní malou dírkou na hlavě viru. Díky tomu se DNA viru může rychle dostat do buňky – je tam vstříknutá podobně jako injekcí.
V průběhu infekce se prázdné hlavičky virů (takzvané prokapsidy) uspořádají v buňce a naplní se DNA viru – díky tomu se pak nemoc může šířit velice rychle a účinně dál. Severinov a jeho kolegové teď na virech z termálních pramenů ukázali, že DNA se dá do hlaviček virů naplnit i v laboratorním prostředí.
„Schopnost uložit DNA do hlav virů a pak ji vypustit pod tlakem kontrolovaným způsobem může být velmi důležité pro cílené dodávání molekul, včetně léků, do nejrůznějších buněk,“ popsali mikrobiologové v práci, která vyšla v odborném časopise the Proceedings of the National Academy of Sciences.
K čemu je takový výzkum?
Vědci přicházejí s představou cíleného vysílání virových schránek, které by byly naplněné léčivými látkami. Ty by se měly dokázat dostat přímo na místo určení, léčily by tedy jen jednotlivé buňky. Tělo by při takové léčbě netrpělo vedlejšími účinky, jež jsou tak časté u dnešních léčebných metod.
Například u léčby rakoviny je dnes největším problémem, že léky sice zničí nádor, ale současně poškozují i jeho okolí. Látky, jimiž jsou léky tvořené, jsou totiž toxické – zasahují a ničí i zdravou tkáň v okolí nádorů. Kdyby se povedlo zavést chemoterapii jen přímo do buněk rakoviny, a ne do jejího okolí, výrazně by to zvýšilo šanci nemocných na úspěšnou léčbu.
Ani to ale není všechno. „Mohlo by se také stát cestou k novým metodám sekvencování DNA, kdyby se daly cílit jednotlivé molekuly DNA. Sekvencování DNA je vlastně čtení genetické informace, které je klíčové pro řadu oblastí výzkumu.
Severinov navíc upozornil, že mechanismus plnění viru je velice robustní a umožňuje tedy velké množství zásahů. Důsledkem je, že by se tato biotechnologie dala využít pro široké spektrum aplikací, od vývoje nových léků před lepší pochopení nebezpečných organismů až po primární výzkum.