2009. godine farmaceutski div GlaxoSmithKline objavio je članak u Antivirus Research u kojem opisuje novi obećavajući lijek koji su njegovi znanstvenici istraživali. Lijek, nazvan GSK983, bio je antivirus širokog spektra - lijek koji se može boriti protiv različitih virusa - koji su djelovali na efikasnost protiv HPV-a, mononukleoze i još više. U radu je opisana sinteza i učinci spoja, te je zaključeno da je to zahtijevalo daljnje istraživanje. No čudno, prema studiji, istraživači su imali malo ideje kako spoj djeluje.
Farmaceutski div uložio je puno sredstava u lijek; odgovarajući članak prikazuje sintezu u skali kilograma, a provedena su i neka ispitivanja na životinjama. Zatim je tvrtka tiho prestala s eksperimentima. GSK983 je napušten.
Prolazile su godine, ali droga nije zaboravljena. Kad nisu izašli nikakvi daljnji članci, grupa znanstvenika na Stanfordu odlučila je sama riješiti problem. „Bilo je zanimljivo da postoji dobar antivirus koji je industrija ostavila na miru, vjerojatno zato što nisu mogli objasniti način djelovanja ovog lijeka“, kaže Jan Carette, koji vodi laboratorij virologije na Medicinskoj školi u Stanfordu. Carette je surađivala s kolegama s odjela za genetiku i kemiju na studiji, objavljenoj u Nature Chemical Biology u ožujku, koja je ispitivala mehanizam GSK983 i rješavala neke od njegovih problema.
Zahvaljujući nekoliko novih tehnika, GSK983 možda ipak ima budućnost - onu koja bi mogla pomoći liječnicima u borbi protiv nastalih bolesti poput Zika, a da ne moraju proći toliko FDA birokracije. Ali GSK983 je samo jedan lijek, primjenjiv samo na određene klase virusa. To bi moglo biti sjajno ili bi to moglo biti samo jedna u nizu spojeva u potrazi za antivirusima širokog spektra - a program dualnog genskog probira uveden u ovu studiju mogao bi biti moćan alat koji će ubrzati cijeli proces.
Ako imate bakterijsku infekciju, otiđite liječniku, koji će vam propisati antibiotik. Neke su djelotvornije od drugih, a neke su prikladnije za određene infekcije, ali općenito, ako bacite antibiotik na bakteriju, to će ukloniti infekciju. Nije tako s virusima, od kojih većina zahtijeva vlastite ciljane lijekove ili cjepiva. Proces razvijanja takvih tretmana može se proteći desetljeće ili više, do kada se virus često evoluirao i mijenjao.
Zato bi antivirus širokog spektra mogao biti tako moćan. Imati jedan lijek (ili mali broj lijekova) koji se primjenjuju u epidemijama u nastajanju poput Zika, kao i rijetke bolesti koje ne privlače dovoljno pažnje za određene lijekove, bilo bi izuzetno važno kako za farmaceutske kompanije, tako i za javne zdravstvene organizacije, ubrzavanje globalne epidemije i spašavanje života.
Ali obično, antivirusni razvoj je bolno spor proces. Za razliku od bakterija, osjetljivih na opće antibiotike, izazov je stvoriti spojeve koji će ciljati na više virusa jer su načini kopiranja virusa toliko raznoliki i zato što su aktivni unutar stanica domaćina, objašnjava Johan Nyets, profesor virologije na sveučilište u Leuvenu u Belgiji koje se već desetljećima zalaže za istraživanje širokog spektra.
Tempo razvoja lijekova može biti ključan za minimiziranje razmjera epidemije. "Ako se pojavi novi patogen, kao što je to bio slučaj sa Zika, i morate početi razvijati lijekove u vrijeme kada se pojavi ovaj novi patogen, prekasno ste jer je potrebno prosječno 8-10 godina prije nego što dobijete spoj razvijen u laboratoriju za kliničku upotrebu ", kaže Nyets. Dok Kongres raspravlja o načinu (i koliko) financiranju istraživanja Zika, mi zaostajemo dalje i dalje.
GSK983 cilja klasu virusa koji otimaju RNA stanice domaćina i koristi taj mehanizam replikacije da bi napravio više virusa. Prekid tog procesa (tehnika poznata kao ciljanje domaćina) jedan je od načina napada infekcije, ali pošto su enzimi koje virus koristi da otme stanicu domaćina važni za samog domaćina, nuspojave često uključuju ubijanje ili zaustavljanje samih stanica ' pokušavam se zaštititi.
Posada Stanforda sumnjala je da je to možda ono što je zadržalo GSK983. U originalnom su radu autori spomenuli da će stanice domaćina ponekad umrijeti ili prestati umnožavati se tijekom davanja lijeka. "Izazov je odvojiti antivirusne učinke i inhibiciju rasta", napisali su autori. GlaxoSmithKline je potvrdio da lijek nikada nije napredovao u ljudskim ispitivanjima zbog toksičnosti.
"Mi stvarno nemamo pojma koji su bili planovi GSK-a za ovaj lijek, kakvi su njihovi stvarni nalazi, interno", kaže Michael Bassik, docent čiji je laboratorij vodio genetske ekrane za Stanford studiju. Bassik je trebao otkriti točno na koje gene lijek cilja, kako bi mogli shvatiti što ubija stanice. Da bi to učinio, koristio je potpuno novu tehniku - ili, uistinu, dvije tehnike paralelno: CRISPR i RNA interferencije.
CRISPR je najnovija tehnologija uređivanja gena tijekom putovanja, koja upotrebljava protein da bi se spojila ili u ovom slučaju izrezala genetske podatke. Nije baš tako jednostavno kao prebacivanje prekidača, ali postupak učinkovito isključuje gene jedan po jedan, da se vidi koje promjene ponašanja lijeka.
S druge strane, RNA interferencija unosi dio RNA podataka koji, kad se prepisuje, potiskuje djelovanje gena, umjesto da ga potpuno isključi. Budući da to mijenja funkciju gena, umjesto da ih uništava, oni održavaju neke svoje postupke. Dakle, tehnika generira podatke o bitnim genima koji bi, u slučaju da su ih potpuno izbacili, ubili stanicu.
Svaka tehnika pronalazi različit skup gena; unakrsnim referenciranjem tim Stanforda uspio je izdvojiti vjerojatne mete - to jest gene (i enzime koje proizvode) na koje lijek utječe.
"Poanta ovog rada je reći, ako radite ove dvije strategije paralelno, puno cjelovitiju sliku biologije sustava, a u ovom slučaju i biologiju načina na koji ovaj lijek djeluje." kaže Bassik.
Ono što je pokazao bilo je ovo: GSK983 djeluje kao interferon - blokira enzim nazvan DHODH koji se koristi u replikaciji. (To je, u stvari, bilo i pretpostavka GlaxoSmithKline-a.) Bez tog enzima niti se virus koji se temelji na RNA, niti ćelija koja se temelji na DNK ne mogu kopirati. Ovaj uvid daje istraživačima bolje razumijevanje kako iskoristiti spoj za borbu protiv ove vrste virusa bez ubijanja stanica koje pokušavaju spasiti.
To još uvijek ostavlja problem toksičnosti. No, znajući koji je enzim blokiran, Stanford-ov tim uspio je obnoviti samo replikaciju DNA dodavanjem spoja koji se zove deoksicitidin, čime je vraćen toksičnost, ali ne i antivirusno djelovanje. Oni su pokazali njegovu učinkovitost dengueom, kaže Carette, a sljedeći koraci uključuju testiranje na Žiki.
Ovo je testirano samo in vitro u studiji, ističe Bassik, a in vivo testovi su u tijeku. To sugerira budući potencijal GSK983, ali što je još važnije, pokazuje da bi dvostruki CRISPR / RNA ekran mogao biti koristan protiv jednog od glavnih spoticanja u otkrivanju lijekova. "Imate niz molekula, ne znate što je njihova meta", kaže Bassik. "[Ako] možemo ući s ovom tehnologijom i identificirati stvarni cilj, ona bi zaista trebala olakšati razvoj tih lijekova."
GlaxoSmithKline, sa svoje strane, sluša. "Obnovljeni interes motivirao nas je da ponovo pogledamo kako možemo objaviti te podatke i učiniti dostupnima informacije znanstvenoj zajednici, " kaže glasnogovornica Kathleen Cuca.
