تشخیص سریع کرونا با کمک کروناویروس درخشان

"لوئیس مارتینز سوبریدو"(Luis Martinez-Sobrido)، از پژوهشگران این پروژه گفت: ما اکنون می‌توانیم به ردیابی کروناویروس در مدل‌های حیوانی مبتلا به کووید-۱۹ بپردازیم و محل آن را پیدا کنیم. توانایی دیدن نحوه پیشروی ویروس و این که کدام یک از اندام‌ها و سلول‌ها را به طور ویژه هدف قرار می‌دهد، کمک بزرگی برای درک ویروس و همچنین بهینه‌سازی داروها و واکسن‌ها خواهد بود.مارتینز سوبریدو و همکارانش علاوه بر ردیابی ویروس، از ویروس‌هایی نیز به عنوان گزارشگر استفاده کرده‌اند تا کیفیت کار پادتن‌های خنثی‌کننده‌ را مورد بررسی قرار دهند. 

پروتئین‌های درخشان!
مارتینز سوبریدو و همکارانش برای ساخت ویروس‌های گزارشگر، چندین ابزار مولکولی پیشرفته را ترکیب کردند تا توالی ژنتیکی را برای پروتئین‌های فلورسنت، به رمز ژنتیکی ویروس اضافه کنند. همان‌گونه که رمز ویروس تکثیر و رونویسی می‌شود، رمز پروتئین‌های درخشان نیز به همین صورت عمل می‌کند.

این گروه پژوهشی در بررسی پیشین خود، یکی از ژن‌های ویروس را با ژن پروتئین‌های درخشان جایگزین کردند اما این کار، به تولید یک سیگنال کم‌نور منجر شد و بیان ژن آنقدر نبود که به سادگی در حیوانات تشخیص داده شود. پژوهشگران برای افزایش روشنایی باید نحوه به کارگیری ویروس را برای تولید مقادیر بیشتری از پروتئین‌های گزارشگر پیدا می‌کردند. آنها برای این کار، ژن گزارشگر را در کنار ژن متفاوتی از کروناویروس به کار گرفتند؛ به ویژه ژنی که پروتئین‌ "نوکلئوکپسید"(Nucleocapsid) را رمزگذاری می‌کند. "چنگجین یه"(Chengjin Ye)، از پژوهشگران این پروژه گفت: این بار، سیگنال‌ آنقدر درخشان بود که وقتی با میکروسکوپ فلورسنت به آن نگاه کردم، تقریبا مرا نابینا کرد.

پروتئین‌های گزارشگر در سلول‌ها و مدل‌های حیوانی زنده، در ترکیب با سیستم‌های تصویربرداری کار می‌کنند که طول موج‌های نور ساطع‌شده از پروتئین‌ها را تشخیص می‌دهند. توانایی مشاهده بار ویروسی و مکان قرار گرفتن ویروس، مزایای بسیاری نسبت به سایر روش‌ها دارد. این روش، بسیار ساده‌تر و سریع‌تر است و در زمان و مواد مورد استفاده، صرفه‌جویی می‌کند.به جای یک گروه پژوهشی که حدود ۲۰۰۰ ترکیب را برای بررسی عملکرد آنها در برابر ویروس ارزیابی می‌کنند، یک نفر می‌تواند این کار را با ویروس گزارشگر طی چند ساعت انجام دهد.
این روش، امکان ردیابی ویروس را در یک حیوان طی دوره عفونت و درمان فراهم می‌کند و تعداد حیوانات مورد نیاز برای کسب بینش مشابه را کاهش می‌دهد.

ردیابی گونه‌های ویروسی
 پژوهشگران، ویروس‌های گزارشگر را برای بیان پروتئین‌های متفاوتی که به کروناویروس متصل می‌شوند، به کار گرفتند. این روش به آنها کمک کرد تا کیفیت عملکرد پادتن خنثی‌کننده را در برابر دو گونه تحت آزمایش، به صورت همزمان مورد بررسی قرار دهند.

روش قوی و دقیق
نکته مهم این است که پژوهشگران نشان داده‌اند ویروس‌های گزارشگر مانند گونه طبیعی ویروس عمل می‌کنند. دلیل طبیعی بودن عملکرد ویروس‌های گزارشگر این است که پژوهشگران، هیچ ژنی را از ویروس حذف نکرده‌اند و طراحی پروتئین‌های گزارشگر را نیز طوری انجام داده‌اند که بلافاصله از پروتئین نوکلئوکپسید جدا شود و عملکرد طبیعی داشته باشد. این پژوهش نشان داد که درخشش پروتئین‌های گزارشگر، با بار ویروسی آنها در ارتباط است؛ اگرچه تجمع پروتئین می‌تواند طی چند روز رخ دهد و در برخی موارد به بروز سیگنال قوی‌تری بیانجامد.
این پیشرفت، به چندین روش قوی از جمله روش "ژنتیک معکوس"(Reverse Genetics) برای تولید کروناویروس دوباره ترکیب‌شده متکی است که قطعات رمز ژنتیکی را برای تولید ویروس کامل به هم پیوند می‌دهد.

مارتینز سوبریدو و همکارانش، کروناویروس دوباره ترکیب‌شده و مواد غیر عفونی موسوم به "پلاسمید"(Plasmid) را در اختیار بیش از ۱۰۰ آزمایشگاه در سراسر جهان قرار داده‌اند. آنها اکنون می‌توانند ویروس‌های گزارشگر را در اختیار آزمایشگاه‌های واجد شرایط قرار دهند تا به مقابله با همه‌گیری کووید-۱۹ کمک کنند.مارتینز سوبریدو گفت: ما احساس می‌کنیم که وظیفه داریم تا این روش جدید را در اختیار سایر پژوهشگران سراسر جهان بگذاریم تا به پایان سریع‌تر این بیماری همه‌گیر کمک کنیم.این پژوهش، در مجله "PNAS" به چاپ رسید.