Метод ДНК- орігамі: імітація вірусу для боротьби з ВІЛ та коронавірусом

|

В умовах пандемії глобальною проблемою є розробка ефективних вакцін та організація процесу вакцинування, над якою працюють провідні вчені всього світу.

Американські спеціалісти з Массачусетського університету технологій запропонували застосувати ДНК-орігамі метод отримання вакцин.

Подібна вже створена ними від ВІЛ та тестується на добровольцях. Тепер вони працюють над вакциною від коронавірусу. У червні 2020 року журнал «Природа та Нанотехнологія» зробив публікацію з результатами досліджень.

Вперше технологія спрямованого моделювання ДНК-молекул була представлена Надріаном Симоном 40 років тому. 16 березня 2006 року вчений Пол Ротемунд з Сalifornia Institute of Technology (Caltech) в журналі «Природа і Нанотехнологія» опублікував статтю, у якій описана технологія ДНК-орігамі. Вона дає можливість створювати двох та тривимірні форми з молекул дезоксирибонуклеїнової кислоти, що самостійно збираються в запрограмовані об’єкти. Вони можуть мати саму різну необхідну геометрію як плоску, так і просторову. Ця технологія має високий практичний потенціал використання в медицині для контрольованого транспортування ліків до міста призначення.

ЯК ДІЄ МЕТОД ДНК-ОРІГАМІ?

З 2016 року в Массачусетсткій лабораторії під керівництвом Даррелла Ірвіна та Марка Бате розроблюються комп’ютерні програми для проектування тривимірних ДНК, що подібні вірусам. Це дало можливість створити унікальну вакцину нового покоління. Для цього синтезовані ДНК-орігамі дослідники покривали (антигенами), що виділені з поверхні віруса ВІЛ, що зв’язані з білком gp120. Активність вакцини залежить від порядку розташування антигенів, що покривають поверхню синтезованого вірусу. Основна задача отримати реакцію В-клітин та імунної системи максимального рівня. Дослідники визначили раціональне розташування антигенів. Виявилося, що їх розташування не повинно бути занадто щільним, як вважалося раніше. Оптимальна дистанція повинна забезпечити вільний доступ до них В-клітин.

ДНК-орігамі

Успішні результати роботи по винаходу вакцини ВІЛ створили потенційну можливість розробки інших прогресивних вакцин. Зараз основною загрозою для здоров’я людства є коронавірусна інфекція (SARS-CoV-2). Тому лабораторія, яку очолює  Марк Бате, сумісно з науково-дослідницькими організаціями США активно працюють над створенням вакцини від COVID-19. Великим успіхом стало те, що їм вдалося  зняти з поверхні вірусу білок, який є антигеном. Після цього він був розміщений на поверхні ДНК-орігамі по тому ж принципу, як і для вакцини проти ВІЛ. Зараз нова вакцина тестується на мишах.

На думку розробників дана нанотехнологія, дозволить у майбутньому створювати полівалентні вакцини за допомогою розміщення антигенів різних вірусів та їх можливих мутацій на поверхні ДНК-орігамі.