De strijd tegen de leverziekte hepatitis C is in iets van een impasse voor het jaar, met meer dan 150 miljoen mensen die momenteel besmet, en de traditionele antivirale behandelingen waardoor vervelende bijwerkingen en vaak tekortschieten van een genezing. Met behulp van een nieuwe techniek, hebben medische en technische onderzoekers van Stanford University ontdekten een kwetsbare stap in de voortplanting van het virus 'proces dat in het lab tests kunnen effectiever worden aangepakt met een verouderde antihistamine.
Het nieuwe onderzoek gepubliceerd in het 31 augustus online versie van Nature Biotechnology.
Het voorschot bestaat uit twee nieuwe ontdekkingen. Een daarvan is dat een eiwit genaamd NS4B is instrumenteel in het binden sommige van de genetisch materiaal, of RNA, en waardoor het hepatitis C-virus om te repliceren. De andere is dat de eerste anti-jeuk middel clemizole hydrochloride kan dat eiwit belemmeren, wat resulteert in een vertienvoudiging in virusreplicatie afnemen zonder duidelijke schade aan geïnfecteerde lever-achtige cellen. Omdat het medicijn is al gebruikt door mensen, is het in aanmerking komt voor de menselijke testen.
"We zijn enthousiast over deze en we zijn actief op vooruit in de richting van klinische proeven," aldus virologie expert Jeffrey Glenn, MD, PhD, hoogleraar gastro-enterologie en hepatologie. Glenn is een van de twee senior auteurs van het papier. De lead auteurs zijn postdoctorale onderzoekers Shirit Einav, MD, in de geneeskunde, en Doron Gerber, PhD, in biotechnologie.
Een van de belangrijkste ontdekkingen van het team gebruikte munt-en kleinbedrijf microfluïdische chips die tafelblad biologische experimenten krimpen tot op de kleine schaal van nanoliters. Het papier is de eerste keer dat microfluïdische technologie is gebruikt om een bepaald geneesmiddel te ontdekken, aldus Stephen Quake, PhD, hoogleraar biotechnologie en de andere senior auteur van het papier. In feite is het kleine team was in staat om meer dan 1.200 kandidaat-geneesmiddelen-scherm en clemizole vinden in slechts twee weken, Gerber toegevoegd.
"Dat is slechts een voorbeeld van de kracht van deze microfluidics automatisering technologieën die een of twee mensen samen te werken kan eigenlijk het scherm zeer grote aantallen verbindingen," zei Quake. "Grote farmaceutische bedrijven hebben zeer grote teams en veel van de infrastructuur. We proberen het hele proces opnieuw uit te vinden."
Als directeur van het Centrum Stanford voor Hepatitis en lever Tissue Engineering, Glenn richt zijn onderzoek in een poging om het aantal drug targets uit te breiden voor de ziekte. Na het gebruik van moleculaire virologie technieken om de NS4B eiwit studie, hij en Einav begon te vermoeden dat zou zo'n een doelwit zijn.
Echter, net als andere eiwitten in verband met cellulaire membranen, NS4B is moeilijk te zuiveren in grote hoeveelheden met behoud van het eiwit natuurlijke eigenschappen en functionaliteit.
Maar het voordeel van microfludics, Quake zei, is dat de volumes die nodig zijn voor een succesvolle experiment zijn vrij klein, wat betekent dat onderzoekers kunnen krijgen door met zeer weinig gezuiverd, goed functionerende eiwit. Wat is onvoldoende voor een benchtop experiment is meer dan genoeg in microfluidics.
"Het laat ons herdefiniëren het begrip succes," zei Quake.
Uiteindelijk ontdekten de onderzoekers dat NS4B is een belangrijke speler in proces van het virus te binden RNA. Dit is een noodzakelijke stap in de replicatie van het virus 'proces en, door middel van zorgvuldige observatie, het team bepaald waar het bindt en hoe sterk. Dat leidde hen om wat voor soort drug te realiseren - een klein-molecule compound - kunnen blokkeren dat interactie.