Pod­ję­te przez wła­dze chiń­skie środ­ki wal­ki z nowym koro­na­wi­ru­sem są drakońskie.

Jeże­li prze­czy­ta­my zale­ce­nia chiń­skich władz, są one nie­co róż­ne od zale­ceń, któ­re mamy tutaj; mię­dzy inny­mi wzy­wa się do mycia rąk po kon­tak­cie z bank­no­ta­mi; mówi się, żeby pod­czas roz­mo­wy nie zbli­żać się do oso­by mniej niż 2 m; mówi się rów­nież o tym żeby myć ręce po kon­tak­cie ze samart­fo­nem i zawsze nosić maskę poza domem.

Wpro­wa­dzo­no też dra­koń­ską kwa­ran­tan­nę w wie­lu chiń­skich miej­sco­wo­ściach, osie­dla są cał­ko­wi­cie zamknię­te, dosta­wy żyw­no­ści odby­wa­ją się raz na 7 dni, każ­da rodzi­na ma wyty­po­wać 1 oso­bę, któ­ra po tę żyw­ność ma cho­dzić, wszy­scy są zamknię­ci w domach.

A więc dla­cze­go? Prze­cież pod­czas epi­de­mii Sars tak nie było, mimo że i ta epi­de­mia kosz­to­wa­ła życie wie­lu Chińczyków.

Żyje­my w cza­sach nie­sa­mo­wi­te­go postę­pu tech­no­lo­gicz­ne­go w Wuhan znaj­do­wa­ły się 2 labo­ra­to­ria, w któ­rych pro­wa­dzo­no pra­ce nad wiru­sa­mi. Jed­nym z cie­kaw­szych zasto­so­wań koro­na­wi­ru­sów  jest uży­wa­nie ich w cha­rak­te­rze “wek­to­rów” wiru­so­wych, któ­re dostar­cza­ją mate­riał gene­tycz­ny w zada­ne miej­sce geno­ty­pu komórki.

Jest to jed­no z zasto­so­wań inży­nie­rii gene­tycz­nej pole­ga­ją­ce na edy­to­wa­niu genów. To naj­now­sza zabaw­ka naszej cywi­li­za­cji bar­dziej nie­bez­piecz­na od bomb ato­mo­wych. Pół bie­dy,  jeśli edy­tu­je się komór­ki zwy­kłe, jed­nak jeśli edy­to­wa­nie doty­czy komó­rek roz­rod­czych to wpro­wa­dzo­na zmia­na powie­la się w kolej­nych pokoleniach.

Czy nowy wirus 2019-nCoV mógł słu­żyć w labo­ra­to­rium do takie­go wkle­ja­nia zapro­gra­mo­wa­ne­go mate­ria­łu genetycznego?

Nie wiem! Mnie tyl­ko dzwo­ni w któ­rymś koście­le. Dobrze było­by gdy­by na ten temat wypo­wie­dzie­li się ludzie, któ­rzy w tym pra­cu­ją. Wiem to jedy­nie na pod­sta­wie bar­dzo pod­sta­wo­wej kwe­ren­dy, że pra­ce tego rodza­ju były pro­wa­dzo­ne, mimo że są bar­dzo nie­bez­piecz­ne. Pro­szę sobie poczy­tać na temat CRI­SPR-Cas9. Ta tech­no­lo­gia jest już dzi­siaj sto­so­wa­na przez wie­lu domo­ro­słych mache­rów zmie­nia­jąc nasze rośli­ny i  zwie­rzę­ta; rów­nież te, któ­re tra­fia­ją na nasz stół.

Czy Chiń­czy­cy coś wię­cej wie­dzą? Nie mam poję­cia, nato­miast cie­ka­we jest to że natych­miast ujaw­nio­no genom nowe­go koro­na­wi­ru­sa — w przy­pad­ku SARS, z któ­rym 2019-nCoV łączy 80 proc mate­ria­łu gene­tycz­ne­go, trze­ba było cze­kać o wie­le dłużej.

Czy­li, albo ten genom był już wcze­śniej zna­ny komuś, albo Chiń­czy­cy tak szyb­ko są w sta­nie sekwencjonować.

Tak czy owak, żyje­my w bar­dzo cie­ka­wych cza­sach, jeśli jed­nak nowy koro­na­wi­rus jest narzę­dziem gene­tycz­nym, to wypa­da­ło­by się zacząć bar­dzo gorą­co modlić…

Andrzej Kumor


Przy­pi­sy, uwagi:

Geno­me edi­ting is of gre­at inte­rest in the pre­ven­tion and tre­at­ment of human dise­ases. Cur­ren­tly, most rese­arch on geno­me edi­ting is done to under­stand dise­ases using cells and ani­mal models. Scien­ti­sts are still wor­king to deter­mi­ne whe­ther this appro­ach is safe and effec­ti­ve for use in people. It is being explo­red in rese­arch on a wide varie­ty of dise­ases, inc­lu­ding sin­gle-gene disor­ders such as cystic fibro­sis, hemo­phi­lia, and sic­kle cell dise­ase. It also holds pro­mi­se for the tre­at­ment and pre­ven­tion of more com­plex dise­ases, such as can­cer, heart dise­ase, men­tal ill­ness, and human immu­no­de­fi­cien­cy virus (HIV) infection.

Ethi­cal con­cerns ari­se when geno­me edi­ting, using tech­no­lo­gies such as CRI­SPR-Cas9, is used to alter human geno­mes. Most of the chan­ges intro­du­ced with geno­me edi­ting are limi­ted to soma­tic cells, which are cells other than egg and sperm cells. The­se chan­ges affect only cer­ta­in tis­su­es and are not pas­sed from one gene­ra­tion to the next. Howe­ver, chan­ges made to genes in egg or sperm cells (germ­li­ne cells) or in the genes of an embryo could be pas­sed to futu­re gene­ra­tions. Germ­li­ne cell and embryo geno­me edi­ting bring up a num­ber of ethi­cal chal­len­ges, inc­lu­ding whe­ther it would be per­mis­si­ble to use this tech­no­lo­gy to enhan­ce nor­mal human tra­its (such as height or intel­li­gen­ce). Based on con­cerns abo­ut ethics and safe­ty, germ­li­ne cell and embryo geno­me edi­ting are cur­ren­tly ille­gal in many countries.


Coro­na­vi­ru­ses have seve­ral advan­ta­ges as vec­tors over other viral expres­sion sys­tems: (1) coro­na­vi­ru­ses are sin­gle-stran­ded RNA viru­ses that repli­ca­te within the cyto­plasm witho­ut a DNA inter­me­dia­ry, making inte­gra­tion of the virus geno­me into the host cell chro­mo­so­me unli­ke­ly, (2) the­se viru­ses have the lar­gest RNA virus geno­me and, in prin­ci­ple, have room for the inser­tion of lar­ge fore­ign genes, (3) a ple­io­tro­pic secre­to­ry immu­ne respon­se is best indu­ced by the sti­mu­la­tion of gut-asso­cia­ted lym­pho­id tis­su­es, (4) the tro­pism of coro­na­vi­ru­ses may be modi­fied by mani­pu­la­tion of the spi­ke (S) pro­te­in allo­wing engi­ne­ering of the tro­pism of the vec­tor, (5) non-patho­ge­nic coro­na­vi­rus stra­ins infec­ting most spe­cies of inte­rest (human, por­ci­ne, bovi­ne, cani­ne, feli­ne, and avian) are ava­ila­ble to deve­lop expres­sion sys­tems, and (6) infec­tio­us coro­na­vi­rus cDNA clo­nes are ava­ila­ble to design expres­sion sys­tems. Within the coro­na­vi­rus two types of expres­sion vec­tors have been deve­lo­ped: one requ­ires two com­po­nents (helper–dependent expres­sion sys­tem) and the other a sin­gle geno­me that is modi­fied either by tar­ge­ted recom­bi­na­tion or by engi­ne­ering a cDNA enco­ding an infec­tio­us RNA. This chap­ter focu­ses on the advan­ta­ges and limi­ta­tions of the­se coro­na­vi­rus expres­sion sys­tems, the attempts to incre­ase the­ir expres­sion levels by stu­dy­ing the trans­crip­tion-regu­la­ting sequ­en­ces (TRSs), and the pro­ven possi­bi­li­ty of modi­fy­ing the­ir tis­sue and species-specificity.

 


Abs­tract

To explo­re the poten­tial of using non-human coro­na­vi­ru­ses for can­cer the­ra­py, we first esta­bli­shed the­ir abi­li­ty to kill human tumor cells. We found that the feli­ne infec­tio­us peri­to­ni­tis virus (FIPV) and a feli­ni­zed muri­ne hepa­ti­tis virus (fMHV), both nor­mal­ly inca­pa­ble of infec­ting human cells, could rapi­dly and effec­ti­ve­ly kill human can­cer cells arti­fi­cial­ly expres­sing the feli­ne coro­na­vi­rus recep­tor ami­no­pep­ti­da­se N. Also 3‑D mul­ti­lay­er tumor sphe­ro­ids esta­bli­shed from such cells were effec­ti­ve­ly era­di­ca­ted. Next, we inve­sti­ga­ted whe­ther FIPV and fMHV could be tar­ge­ted to human can­cer cells by con­struc­ting a bispe­ci­fic sin­gle-cha­in anti­bo­dy direc­ted on the one hand aga­inst the feli­ne coro­na­vi­rus spi­ke pro­te­in – respon­si­ble for recep­tor bin­ding and sub­se­qu­ent cell entry thro­ugh virus–cell mem­bra­ne fusion – and on the other hand aga­inst the human epi­der­mal growth fac­tor recep­tor (EGFR). The tar­ge­ting anti­bo­dy media­ted spe­ci­fic infec­tion of EGFR-expres­sing human can­cer cells by both coro­na­vi­ru­ses. Fur­ther­mo­re, in the pre­sen­ce of the tar­ge­ting anti­bo­dy, infec­ted can­cer cells for­med syn­cy­tia typi­cal of pro­duc­ti­ve coro­na­vi­rus infec­tion. By the­ir potent cyto­to­xi­ci­ty, the selec­ti­ve tar­ge­ting of non-human coro­na­vi­ru­ses to human can­cer cells pro­vi­des a ratio­na­le for fur­ther inve­sti­ga­tions into the use of the­se viru­ses as anti­can­cer agents.


Coro­na­vi­ru­ses are the enve­lo­ped, posi­ti­ve-stran­ded RNA viru­ses with the lar­gest RNA geno­mes known. Seve­ral featu­res make the­se viru­ses attrac­ti­ve as vac­ci­ne and the­ra­peu­tic vec­tors: (i) dele­tion of the­ir nones­sen­tial genes is stron­gly atte­nu­ating; (ii) the gene­tic spa­ce thus cre­ated allows inser­tion of fore­ign infor­ma­tion; and (iii) the­ir tro­pism can be modi­fied by mani­pu­la­tion of the viral spi­ke. We stu­died here the­ir abi­li­ty to serve as expres­sion vec­tors by inser­ting two dif­fe­rent fore­ign genes and eva­lu­ating sys­te­ma­ti­cal­ly the geno­mic posi­tion depen­den­ce of the­ir expres­sion, using a muri­ne coro­na­vi­rus as a model. Renil­la and fire­fly luci­fe­ra­se expres­sion cas­set­tes, each pro­vi­ded with viral trans­crip­tion regu­la­to­ry sequ­en­ces (TRSs), were inser­ted at seve­ral geno­mic posi­tions, both inde­pen­den­tly in dif­fe­rent viru­ses and com­bi­ned within one viral geno­me. Recom­bi­nant viru­ses were gene­ra­ted by using a conve­nient method based on tar­ge­ted recom­bi­na­tion and host cell switching


Locus scien­ti­sts have cre­ated a cock­ta­il of three pha­ges that have been modi­fied using CRISPR, which was disco­ve­red by stu­dy­ing the immu­ne sys­tems of bacteria.

“What we’ve lear­ned how to do is repro­gram that immu­ne sys­tem to attack itself,” says Paul Garo­fo­lo, the com­pa­ny­’s CEO. “We load the viru­ses up with CRISPR con­structs, which essen­tial­ly work like lit­tle Pac-Men. They go into a tar­get bac­te­ria cell, and they chew up the DNA of that tar­get. It makes them much more potent killers.”