Het Cas13-eiwit aan het werk geleid door gids-RNA (rood). Er zijn vier Cas13-varianten (l) (afb: zlab)
RNA-virussen zoals zika, ebola en griep zijn akelige en veelvoorkomende ziekteverwekkers, maar voor de meeste is geen (afdoende) medicijn. Onderzoekers van het Broad-intstuut van het MIT in Cambridge (VS) hebben nu Cas13, een van de knippers van het CRISPR-systeem, ‘omgebouwd’ tot (RNA)virusdoder.
Eerder was Cas13 al aangepast om RNA te bewerken en om de aanwezigheid van virussen, bacteriën en dergelijke te detecteren. Nu heeft dat eiwit er weer een taak bij gekregen of is eigenlijk teruggekeerd naar zijn oorspronkelijke taak: virusbestrijding. De onderzoekers combineerden de antivirusactiviteit met de diagnostische mogelijkheden om een systeem te krijgen dat zowel een diagnose kan stellen als virussen aanpakken, ook nieuwe. Ze noemden hun systeem CARVER (snijder), een afko van een aanduiding waar Cas13 en virussen in voorkomen. Het werk staat onder leiding van Pardis Sabeti.
“Menselijke virale ziekteverwekkers zijn uitzonderlijk divers en passen zich constant aan aan de omgeving”, legt hij uit. “Dat onderstreept het belang van antivirusplatforms. CARVER is een krachtig en snel te programmeren diagnostische en antivirale technologie voor een breed scala aan virussen.”
De wereld is amechtig op zoek naar virusdoders. In de afgelopen vijftig jaar zijn er zo’n 90 virusdodende producten (Amerikaanse cijfers) gepresenteerd, maar die behandelen maar negen ziektes. Virussen zijn razendsnel ongevoelig voor een bepaald middel. Al met al worden daarmee maar 16 virussen aangepakt (Amerikaanse cijfers).
Cas13 is het natuurlijke afweersysteem van bepaalde bacteriën tegen virussen. Dat eiwit kan vrijwel onbeperkt worden geprogrammeerd voor bepaalde RNA-sequenties. Het komt relatief makkelijk cellen binnen en is goed bestudeerd in menselijke cellen.
Eerst bekeken de onderzoekers een reeks RNA-virussen waar Cas13 geen probleem mee had. Ze keken vooral naar stukjes RNA waarvan het ’t minst waarschijnlijk was dat dat zou veranderen en dus het beste aangrijpingspunt waren om het virus onschadelijk te maken. “In theorie kan je Cas13 bijna elk deel van het virus laten aanvallen”, zegt medeonderzoeker Cameron Myhrvold, “maar er is een enorme diversiteit en veel van het genoom verandert snel. Als je niet zorgvuldig bent dan pak je een deel aan dat uiteindelijk geen effect heeft.”
Geschikte locaties
De onderzoekers snuffelden naar duizenden geschikte RNA-lokaties bij honderden virussen. Met een lijst van mogelijke ’treffers’ gingen ze vervolgens aan het werk. Cas13 werd zo aangepast dat het die ’trefplaatsen’ opzocht met behulp van gids-RNA en dat stuk van het virus-RNA er uit sneed.
Ze probeerden hun Cas13-wapen bij menselijke cellen die werden besmet met drie RNA-virussen: het lymfatische choriomeningitisvirus (LMCV), griep A-virus en het vesiculair stomatitisvirus (VSV). De cellen werden bestookt met Cas13 en het juiste gids-RNA en 24 uur later werden ze vervolgens blootgesteld aan de virussen. Weer 24 uur later was het virale RNA in de celkweken sterk gereduceerd. Ik vraag me af waarom ze niet eerst de cellen besmetten en vervolgens Cas13 plus gids-RNA toevoegden. Dat lijkt me toch de koninklijke weg, maar goed, ik ben leek op alle terrein.
Vervolgens keken de onderzoekers of het virusrestant nog in staat was de cellen te besmetten. Met Cas13 was van de virussen nog maar 0,3% over. Daarbij werd het eiwit als detector gebruikt. De onderzoekers denken met CARVER een systeem te hebben waarmee je zowel virussen kunt bestrijden als diagnosticeren dat snel aan te passen is aan de erfgoedveranderingen van virussen. Ik weet het niet. Bekend is dat virussen zich razendsnel kunnen vermenigvuldigen als ze cellen zijn binnengedrongen. Die 0,3% kan genoeg zijn… Afijn, we houden het in de gaten.
Bron: EurekALert