Pada tahun 2009, raksasa farmasi GlaxoSmithKline menerbitkan sebuah artikel di Antiviral Research yang menggambarkan obat baru yang menjanjikan yang telah diselidiki para ilmuwan. Obat itu, yang disebut GSK983, adalah antivirus spektrum luas — obat yang bisa melawan berbagai virus berbeda — yang tampaknya efektif melawan HPV, mononukleosis, dan banyak lagi. Makalah ini menjelaskan sintesis dan efek senyawa dan kemudian menyimpulkan bahwa itu memerlukan penelitian lebih lanjut. Tetapi anehnya, menurut penelitian, para peneliti tidak tahu banyak tentang bagaimana senyawa itu bekerja.
Raksasa farmasi menghabiskan banyak sumber daya ke dalam obat; artikel yang sesuai menunjukkan sintesis pada skala kilogram, dan beberapa uji coba hewan dilakukan. Kemudian, perusahaan diam-diam menghentikan eksperimennya. GSK983 telah ditinggalkan.
Tahun-tahun berlalu, tetapi obat itu tidak dilupakan. Ketika tidak ada artikel berikutnya keluar, sekelompok ilmuwan di Stanford memutuskan untuk mengatasi masalah itu sendiri. “Sangat menarik bahwa ada antivirus yang baik yang dibiarkan di industri sendirian, mungkin karena mereka tidak dapat menjelaskan cara kerja obat ini, ” kata Jan Carette, yang menjalankan laboratorium virologi di Stanford School of Medicine. Carette berkolaborasi dengan rekan-rekan dari departemen genetika dan kimia pada sebuah studi, yang diterbitkan di Nature Chemical Biology pada bulan Maret, yang meneliti mekanisme GSK983 dan mengatasi beberapa masalah.
Berkat beberapa teknik baru, GSK983 mungkin memiliki masa depan — teknik yang dapat membantu dokter memerangi penyakit yang muncul seperti Zika tanpa harus melalui birokrasi FDA. Tetapi GSK983 hanyalah satu obat, hanya berlaku untuk kelas virus tertentu. Itu bisa menjadi besar, atau bisa jadi hanya satu dari sederet senyawa dalam mencari antivirus spektrum luas — dan program skrining genetika ganda yang dipelopori dalam penelitian ini bisa menjadi alat ampuh yang akan mempercepat seluruh proses.
Jika Anda memiliki infeksi bakteri, Anda pergi ke dokter, yang meresepkan antibiotik. Beberapa lebih efektif daripada yang lain, dan beberapa lebih cocok untuk infeksi tertentu, tetapi secara umum, jika Anda membuang antibiotik pada bakteri, itu akan membersihkan infeksi. Tidak demikian halnya dengan virus, yang sebagian besar membutuhkan obat atau vaksin bertarget sendiri. Proses untuk mengembangkan perawatan semacam itu dapat berlangsung selama satu dekade atau lebih, dimana saat itu virus sering berevolusi dan berubah.
Inilah sebabnya mengapa antivirus spektrum luas bisa sangat kuat. Memiliki satu obat (atau sejumlah kecil obat) yang dapat diterapkan pada epidemi yang baru muncul seperti Zika, serta penyakit langka yang tidak cukup menarik perhatian untuk menjamin obat tertentu, akan sangat penting bagi perusahaan farmasi dan organisasi kesehatan masyarakat, mempercepat respons epidemi global dan menyelamatkan nyawa.
Tetapi biasanya, pengembangan antivirus merupakan proses yang sangat lambat. Tidak seperti bakteri, yang rentan terhadap antibiotik umum, itu tantangan untuk membuat senyawa yang akan menargetkan banyak virus karena cara virus bereplikasi sangat bervariasi, dan karena mereka aktif di dalam sel inang, jelas Johan Nyets, seorang profesor virologi di Universitas Leuven, Belgia yang telah mengadvokasi penelitian spektrum luas selama beberapa dekade.
Laju pengembangan obat dapat menjadi kunci dalam meminimalkan skala wabah. “Jika patogen baru muncul, seperti halnya dengan Zika, dan Anda harus mulai mengembangkan obat pada saat patogen baru ini muncul, Anda terlambat karena dibutuhkan rata-rata 8-10 tahun sebelum Anda memiliki senyawa. dikembangkan di laboratorium untuk penggunaan klinis, ”kata Nyets. Ketika Kongres memperdebatkan seberapa (dan seberapa banyak) untuk mendanai penelitian Zika, kita semakin tertinggal.
GSK983 menargetkan kelas virus yang membajak RNA sel inang dan menggunakan mekanisme replikasi untuk membuat lebih banyak virus. Mengganggu proses itu (teknik yang dikenal sebagai penargetan inang) adalah salah satu cara untuk menyerang infeksi, tetapi karena enzim yang digunakan virus untuk membajak sel inang penting bagi inang itu sendiri, efek sampingnya sering termasuk membunuh atau menghambat pertumbuhan sel-sel yang kita alami. sedang berusaha untuk melindungi.
Awak Stanford menduga bahwa ini mungkin yang menahan GSK983. Dalam makalah asli, penulis menyebutkan bahwa sel inang kadang-kadang akan mati atau berhenti berkembang biak ketika obat itu diberikan. “Tantangannya adalah untuk memisahkan efek penghambatan antivirus dan pertumbuhan, ” tulis para penulis. GlaxoSmithKline telah mengkonfirmasi bahwa obat ini tidak pernah berkembang ke percobaan manusia karena toksisitas.
"Kami benar-benar tidak tahu apa rencana GSK untuk obat ini, apa temuan aktual mereka, secara internal, " kata Michael Bassik, asisten profesor yang labnya menjalankan penapisan genetik untuk penelitian Stanford. Bassik perlu menemukan dengan tepat gen apa yang menjadi sasaran obat, sehingga mereka bisa mengetahui apa yang membunuh sel. Untuk melakukan ini, ia menggunakan teknik yang sama sekali baru — atau, sesungguhnya, dua teknik secara paralel: gangguan CRISPR dan RNA.
CRISPR adalah teknologi pengeditan gen terbaru, menggunakan protein untuk menyambung, atau dalam hal ini, memotong informasi genetik. Ini tidak sesederhana beralih sakelar, tetapi prosesnya secara efektif mematikan gen satu demi satu, untuk melihat mana yang mengubah perilaku obat.
Gangguan RNA, di sisi lain, memperkenalkan sepotong data RNA yang, ketika ditranskripsi, menekan aksi gen, daripada mematikannya sepenuhnya. Karena ini memodifikasi fungsi gen, alih-alih menghancurkannya, mereka mempertahankan beberapa tindakan mereka. Dengan demikian, teknik ini menghasilkan data pada gen-gen esensial yang, jika dihancurkan sepenuhnya, akan membunuh sel.
Setiap teknik menemukan serangkaian gen yang berbeda; dengan mereferensikan silang mereka, tim Stanford dapat mengisolasi target yang mungkin — yaitu gen (dan enzim yang mereka hasilkan) yang mempengaruhi obat.
"Maksud dari makalah ini adalah untuk mengatakan, Anda mendapatkan, dengan melakukan dua strategi ini secara paralel, gambaran yang jauh lebih komprehensif tentang biologi sistem, dan dalam hal ini, biologi cara obat ini bekerja, " kata Bassik.
Apa yang ditunjukkannya adalah ini: GSK983 berfungsi sebagai interferon — menghambat enzim yang disebut DHODH yang digunakan dalam replikasi. (Ini, pada kenyataannya, tebakan GlaxoSmithKline juga.) Tanpa enzim itu, baik virus berbasis RNA maupun sel berbasis DNA tidak dapat bereplikasi. Wawasan ini memberi peneliti pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana memanfaatkan senyawa untuk melawan jenis virus ini tanpa membunuh sel-sel yang mereka coba selamatkan.
Ini masih menyisakan masalah toksisitas. Tetapi dengan mengetahui enzim apa yang diblokir, tim Stanford hanya dapat mengembalikan replikasi DNA dengan menambahkan senyawa yang disebut deoxycytidine, sehingga membalikkan toksisitas tetapi bukan aktivitas antivirus. Mereka menunjukkan kemanjurannya dengan demam berdarah, kata Carette, dan langkah selanjutnya termasuk mengujinya pada Zika.
Ini hanya diuji in vitro dalam penelitian ini, menunjukkan Bassik, dan tes in vivo sedang berlangsung. Itu memang menunjukkan potensi masa depan untuk GSK983, tetapi mungkin yang lebih penting, ini menunjukkan bahwa layar CRISPR / RNA ganda dapat berguna terhadap salah satu penghambat utama penemuan obat. "Anda memiliki serangkaian molekul, Anda tidak tahu apa targetnya, " kata Bassik. "[Jika] kita dapat datang dengan teknologi ini dan mengidentifikasi target yang sebenarnya, itu benar-benar harus memfasilitasi pengembangan obat-obatan itu."
GlaxoSmithKline, pada bagiannya, mendengarkan. “Minat yang diperbarui telah memotivasi kami untuk melihat kembali bagaimana kami dapat mempublikasikan data tersebut dan membuat informasi tersedia bagi komunitas ilmiah, ” kata juru bicara Kathleen Cuca.
