Problem

Infekcije sa novim betakoronavirusom SARS-CoV2, su izazvale pandemiju virusne pneumonije pod nazivom COVID-19. Smrtnost ove bolesti je oko 3%, no stopa infektivnosti ovog virusa je izuzetno visoka. Pacijenti sa COVID-19 daju veoma snažan imunološki odgovor na virus, u vidu opsežne i destruktivne upale, koja uništava zaštitne epitelne ćelije respiratornog, digestivnog i bubrežnog trakta. Obzirom da pokrovni epitel plućnog tkiva štiti pacijenta od infekcija, uništenje ovog tkiva otvara vrata sekundarnim infekcijama nakon što imuni sistem uništvi SARS-CoV2, što rezultira potrebom da se pacijentu priključe na respiratore. Bez obzira na ovo, pacijentu sa sekundarnim infekcijama nemaju povoljno kliničku prognozu. Trenutno preko 200 terapeutika i veliki broj vakcina se testiraju kako bi se usporilo širenje ove bolesti, te kako bi se sama pandemija uspješno zaustavila. Moderne vakcine koje se danas proizvode pate od manjka efikasnosti zbog toga što nisu u mogućnosti ljudskom domaćinu pružiti prolongiran imunološki odgovor; zbog ovoga se vakcinama dodaju adjuvansi, dizajnirani da pruže dugotrajno stimulisanje imunog sistema, dovoljno dugo kako bi se proizvela antitijela protiv patogena. Iako je mnogo vakcina trenutno u kliničkim studijama, razvoj profilaktika koji će biti dokazano sigurni, stimulirajući za imuni sistem, precizni i stabilni, je jedan opsežan problem s kojim se trenutno suočavamo u borbi protiv COVID-19 i drugih zaraznih bolesti. Obzirom na do da pacijenti koji imaju slabiju kliničku sliku ujedno imaju i oslabljeni imuni sistem, sve osobe koje imaju asimptomatsku tuberkulozu su u riziku od razvijanja aktivne tuberkuloze nakon infekcije sa SARS-CoV2. Obzirom na to da se bacil tuberkuloze kod pacijenata sa asimptomatskom infekcijom nalazi unutar plućne granulome, za čije je održavanje odgovoran dobro balansiran imuni sistem čovjeka, bilo kakav stresor na imuni sistem koji bi rezultirao narušavanjem integriteta granulome, bi doveo do povoljnih uslova da se bacil tuberkuloze aktivira. Ovo je poprilično zabrinjavajuća hipoteza, obzirom na to da je otprilike 1/3 svjetske populacije inficirana za asimptomatskom tuberkulozom, za koju ne postoji efikasna terapija niti imunizacija.

Ideja/Rješenje

Vault nanotehnologija predstavlja najidealniju platformu za razvoj vakcine i terapeutika za intracelularne patogene kao što su virusi i bakterije poput bacila tuberkuloze. Vault citoplazmatske organele ne izazivaju inflamatorni odgovor kod čovjeka, te alergijske reakcije na ovu proteinsku organelu se ne smatraju vjerovatnim, obzirom na to da se prirodno nalaze unutar gotovo svake ćelije čovjeka, i većine drugih eukariota. Organela može da služi kao "molekularna bačva" u kojoj se bilo kakva vrsta molekula (proteini, lipidi, šećeri, nukelinske kiseline (DNA/RNA) i njihovi kompleksi) može prenoisit na željenu lokaciju u ljudskom tijelu. Od posebne je atraktivnosti to što se organela može manipulisati na način da se veže samo za određene ćelije, ostavljajući zdrave ćelije netaknutima. Dakle, ovu platformu je moguće koristiti, uz odgovarajuće modifikacije koje se eksperimentalno trebaju razviti, za dostavljanje komponenata potrebih za imunizaciju, te za ciljano liječenje intracelularnih patogena kao što su SARS-CoV2 i Mycobacterium tuberculosis. Ovo predstavlja jedan brz i efikasan način za razvijanje efektivnijih terapeutika i profilaktika za ovu zaraznu bolest, te zarazne bolesti s kojima ćemo se suočavati u budućnosti. Pacijenti za latentnom ili aktivnom tuberkulozom bi se mogli efektivno liječiti, obzirom na to da bi ova organela mogla da prodre u granulom i izbaci aktivne substance koje će ubiti bacil tuberkuloze. Alternativno, aktivna tuberkuloza bi se liječila tako što bi se ciljale imune ćelije inficirane sa bacilom tuberkuloze; ovim načinom bi se bacil ubio, te bi se sprječilo formiranje asimptomatske tuberkuloze. U pogledu imunizacije, ova organela bi se mogla koristiti u dostavljanju imunizirajućih komponenti za COVID-19 na siguran i efektivan način.

Resursi

Svi tehnički resursi glede ispitivanja vault nanotehnologije na živim imunim ćelijama su već obezbjeđeni, što uključuje mikroskopiju živih ćelija fluorescentnim mikroskopom, prikupljanje imunih ćelija od strane laboratorijskih pacova, potrebnih hemikalija za modifikaciju vault organela u svrhu ciljanja specifičnih imunih ćelija, te granulome koje sadrže Mycobacterium bovis (soj bacila tuberkuloze koji inficira goveda, a koji se koristi kao model organizam u istraživanjima tuberkuloze). Ono što je samo potrebno je ultracentrifuga, zajedno za model organizmom koji će ovu organelu proizvoditi (izbor model organizma varira od količini raspoloživih sredstava), kako bi se ova organela mogla izolovati za manipulaciju.

Ciljne skupine

Zdrave osobe koje nisu ranije imale infekciju sa SARS-CoV2; osobe koje nisu zaražene sa SARS-CoV2 no koji imaju aktivnu ili asimptomatsku tuberkulozu; rekonvalescenti COVID-19.

Partneri

International Burch University (aktivni partner), Centar za marinsku i slatkovodnu biologiju SharkLab Adria (aktivni partner), Institut za mjeriteljstvo BiH.

Finansijski okvir

-Nabavka potrebne potrošne robe za živu mikroskopiju interakcija vault organele sa imunim ćelijama, kao i hemikalije za modifikaciju vault organela (djelimično pokriveno, potrebno 500KM) - Nabavka model organizma iz kojeg će se izolovati vault organela (1000- 1500KM) - Potrošne hemikalije za ultracentrifugaciju (300KM)