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Il nuovo sistema anti-COVID-19 ha potuto potenzialmente combattere altri virus

La pandemia in corso COVID-19 ha scintillato molti progetti di ricerca per incontrare la sfida del virus e per fornire le misure per combattere la sua attività. Un nuovo studio pubblicato nel host & nel microbo delle cellule del giornale nell'aprile 2020 descrive un sistema novello per aiutare gli scienziati a capire il virus, compreso le mutazioni, a diagnosticare le infezioni ed anche a sviluppare e valutare più rapidamente i vaccini.

Il contributo

Il gruppo degli scienziati che lavorano al ramo medico dell'università del Texas a Galveston sta lavorando a costruire un sistema genetico inverso per il coronavirus 2 (SARS-CoV-2) di sindrome respiratorio acuto severo che è responsabile della malattia COVID-19. Ciò è fra i modi più utili scoprire il lavoro di un virus, perché permette che il virus sia prodotto in laboratorio, in una cultura della capsula di Petri in cui può essere studiata in vari modi.

Novello questa immagine del microscopio elettronico della trasmissione di Coronavirus SARS-CoV-2 mostra SARS-CoV-2-also conosciuto come 2019-nCoV, il virus che causa COVID-19. isolato da un paziente negli Stati Uniti, emergenti dalla superficie delle celle coltivate in laboratorio. Credito: NIAID-RML
Novello questa immagine del microscopio elettronico della trasmissione di Coronavirus SARS-CoV-2 mostra SARS-CoV-2-also conosciuto come 2019-nCoV, il virus che causa COVID-19. isolato da un paziente negli Stati Uniti, emergenti dalla superficie delle celle coltivate in laboratorio. Credito: NIAID-RML

Genetico regolare contro la genetica inversa

I virus a RNA possono spargersi rapido e causare la malattia severa o persino interna in animali ed in esseri umani. L'arma preventiva principale contro tali agenti è efficace immunizzazione. Per sviluppare rapido i virus mutanti su cui i vaccini possono essere basati, i sistemi inversi della genetica si sono sviluppati, permettendo che i genoma virali siano studiati e manipolati.

La prima applicazione della genetica inversa per creare una particella virale contagiosa era nel 1981 quando gli scienziati hanno generato il virus polio da DNA complementare. Successivamente, tutte le famiglie importanti dei virus sono state generate facendo uso di questa tecnologia. Egualmente si sono trasformate nella fronte nuova di progettazione vaccino.

I vaccini sono fra i più grandi contributi di scienza alle sanità. Le tecniche tradizionali di sviluppo del vaccino come attenuazione in tensione con il passaggio o l'inattivazione ripetuto dei virus hanno potuto essere relativamente inefficienti ad identificare i candidati di promessa, tuttavia, di fronte ad una minaccia globale. I metodi avanzati di DNA ricombinante accoppiati con la genetica inversa, hanno messo molto in evidenza la replica e la patogenesi del virus a RNA, contribuenti ad accelerare lo sviluppo del vaccino permettendo le modifiche mirate a del genoma e dell'attenuazione diretta.

La genetica convenzionale comincia quando uno scienziato è affrontato ad una presentazione anormale e rintraccia il gene responsabile dall'analisi genetica, definitivo determinando la sequenza bassa del DNA e la sequenza aminoacidica e la struttura della proteina. Con la genetica inversa, la tecnologia del DNA ricombinante è messa in gioco, a cominciare da una proteina o da un DNA e da un'individuazione del gene mutante, finente con il fenotipo anormale prodotto dal gene. Per esempio, una proteina è tradotta indietro in sequenza del DNA, che poi è sviluppata dalle basi del DNA in laboratorio. Ciò poi è usata poichè una sonda per individuare il gene che è complementare a. Il gene è clonato e le varie mutazioni è introdotta per individuare i cambiamenti nel fenotipo che risultano. Quindi, la genetica inversa informa lo scienziato circa il ruolo normale svolto dalle sequenze sconosciute della proteina o del DNA attraverso mutagenesi in vitro ed i cambiamenti fenotipici risultanti.

I vantaggi della genetica inversa

Il sistema genetico aiuta gli scienziati ad esaminare il modo che il coronavirus novello ha cambiato il suo genoma, che a sua volta determina la sua abilità alle inter-specie dal pipistrello agli esseri umani. È ancora poco chiaro se questa opzione richiede un host intermedio per il virus.

L'uso del sistema di reingegnerizzazione ha permesso di ottenere un modulo del virus che è contrassegnato con verde al neon in modo che tutta la cella in cui guadagna entrata emettesse luce verde. Ciò aiuterà i ricercatori ad identificare rapido i pazienti che sono stati infettati dal nuovo coronavirus.

Il sistema inverso della genetica può anche valutare la risposta dell'anticorpo ad un vaccino in sviluppo, specificamente quegli anticorpi che bloccano l'entrata virale nella cella. Il livello di produzione dell'anticorpo in risposta alla vaccinazione è l'indicatore di tendenza di efficacia vaccino, secondo gli scienziati. Potere misurare la concentrazione nell'anticorpo ha potuto accelerare così il trattamento della prova vaccino.

I metodi tradizionali di prova per i virus possono eseguire soltanto alcuni campioni per volta e richiedere circa una settimana per restituire un risultato. Contrariamente a questo, dice il ricercatore Pei-Yong Shi dice, “il neon verde-contrassegnato sistema del virus permette che noi proviamo i campioni dei pazienti in 12 ore in un modo di alto-capacità di lavorazione che prova molti campioni immediatamente.„

Rappresentazione grafica del sistema genetico inverso per SARS-CoV-2. Credito di immagine: Il ramo medico dell
Rappresentazione grafica del sistema genetico inverso per SARS-CoV-2. Credito di immagine: Il ramo medico dell'università del Texas a Galveston

Che cosa la tecnologia significa?

Il cervello dietro il sistema genetico inverso, Xuping Xie, osservazioni sul vantaggio che la tecnologia di sviluppo dà ai rivelatori vaccino in termini di vaccini di valutazione ed alla riduzione il time to market. Il ricercatore di UTMB dice, “UTMB sarà molto felice di mettere a disposizione questa tecnologia ampiamente - sia dei ricercatori dell'industria che dell'accademia che lavorano per sviluppare rapidamente le contromisure.„

Ciò è soltanto un'più istanza di importanza di lavoro di squadra nella malattia di combattimento. Parecchi gruppi degli scienziati hanno riunito la loro competenza per mettere a punto il sistema. I ricercatori dicono che amplieranno la scienza del gruppo alle aree della diagnosi clinica del paziente e di cura sviluppando la prova sierologica, facendo uso della nuova tecnologia.

Mentre descrivono il sistema genetico inverso come “strumento critico per la comunità di ricerca„, i ricercatori egualmente dicono, “è estremamente importante avere un sistema che può essere usato per tutti i nuovi virus futuri o di riapparizioni in moda da poterci rispondere molto rapidamente agli agenti patogeni e proteggere noi la salubrità della gente.„

Journal reference:

An infectious cDNA clone of SARS-CoV-2, Cell Host & Microbe, Xuping Xie, Antonio Muruato, Kumari G. Lokugamage, Krishna Narayanan, Xianwen Zhang, Jing Zou, Jianying Liu, Craig Schindewolf, Nathen E. Bopp, Patricia V. Aguilar, Kenneth S. Plante, Scott C. Weaver, Shinji Makino, James W. LeDuc, Vineet D. Menachery, Pei-Yong Shi, Journal pre-proof, https://marlin-prod.literatumonline.com/pb-assets/products/coronavirus/CHOM_2291_s50_preproof.pdf

Dr. Liji Thomas

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Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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