Newswise — SAN ANTONIO (15 marca 2023 r.) — Nowe narzędzie programowe opracowane przez Texas Biomedical Research Institute i jego współpracowników może pomóc naukowcom i twórcom szczepionek w szybkiej edycji schematów genetycznych patogenów, aby uczynić je mniej szkodliwymi.

Narzędzie o nazwie CoDe – skrót od Codon Deoptimization – umożliwia użytkownikom dokonywanie precyzyjnych edycji kodu genetycznego w celu zmniejszenia funkcjonalności genów – innymi słowy, dezoptymalizację genów.

Często twórcy szczepionek chcą zoptymalizować lub zwiększyć ekspresję pewnych genów, a istnieje wiele narzędzi programowych, które mogą w tym pomóc. Jednak w przypadku niektórych rodzajów szczepionek kluczowe znaczenie ma dezoptymalizacja lub odrzucenie niektórych genów, aby szczepionki były bezpieczne i skuteczne.

„Do tej pory nie było narzędzi pomagających w dezoptymalizacji” — wyjaśnia profesor Texas Biomed, dr Luis Martinez-Sobrido, który kierował zespołem odpowiedzialnym za CoDe.

Dr Martinez-Sobrido jest ekspertem w dziedzinie wirusologii i opracowywania szczepionek. Połączył siły z ekspertami w dziedzinie bioinformatyki z Indyjskiego Instytutu Technologii w Madrasie oraz wirusologiem z Centrum Badań nad Zwierzętami w Hiszpanii, aby stworzyć CoDe. Niedawno opisali swoje narzędzie w czasopiśmie Postępy bioinformatyki.

Zmniejszenie ekspresji genów może być przydatne w szerokim zakresie badań i jest szczególnie ważne przy opracowywaniu żywych atenuowanych szczepionek. Ten rodzaj szczepionki zawiera pełną sekwencję genetyczną wirusa, a nie tylko jego niewielką część. Ale wirus został osłabiony lub zmodyfikowany, aby nie wywoływał choroby. Jest to powszechna platforma szczepionek, która była stosowana w przypadku grypy, ospy, żółtej febry oraz świnki, odry i różyczki.

Ten rodzaj szczepionki ma na celu wywołanie długotrwałej, silnej odporności i konieczne jest, aby wirus został wystarczająco osłabiony, aby nie mógł powrócić do swojej pierwotnej postaci.

„Dzięki CoDe możemy precyzyjnie zmutować tysiące nukleotydów w jednym genie, co bardzo utrudnia wirusowi powrót do pierwotnej postaci” – mówi dr Martinez-Sobrido. „Pozwala nam również modulować ekspresję genów w małych sekcjach, zamiast całkowicie usuwać całe geny. Jest to bardzo pomocne przy projektowaniu szczepionek, a także w badaniach podstawowych”.

Użytkownicy informują CoDe, jaką sekwencję genetyczną należy zdezoptymalizować. Program identyfikuje, jakie konkretne nukleotydy lub litery kodu genetycznego należy zmienić, aby uzyskać funkcjonalną, ale nieszkodliwą wersję wirusa.

Fajna funkcja programu: może automatycznie konwertować zmiany potrzebne do osłabienia szczepionki przeznaczonej dla różnych gatunków. Na przykład szczepionka przeciw grypie będzie inna dla świń, kurcząt i ludzi.

Choć zaprojektowany dla wirusów, CoDe można łatwo dostosować do innych organizmów, takich jak bakterie.

„Naukowcy czekali na tego rodzaju narzędzie, ponieważ wcześniej robili to ręcznie” — wyjaśnia dr Tracey Baas, kierownik ds. innowacji w firmie Texas Biomed. „Pomoże im to szybciej wprowadzać zmiany i uniknąć potencjalnych błędów, które mogą wystąpić w wyniku błędu ludzkiego”.

Narzędzie jest chronione prawami autorskimi, ale jest swobodnie dostępne dla innych osób w środowisku akademickim. Podmioty komercyjne zainteresowane korzystaniem z CoDe mogą skontaktować się z dr Baasem.