Inhibition of dengue virus by targeting to viral RNA
Issued Date
2024
Copyright Date
2017
Language
eng
File Type
application/pdf
No. of Pages/File Size
xiv, 106 leaves : ill.
Access Rights
open access
Rights Holder(s)
Mahidol University
Bibliographic Citation
Thesis (Ph.D. (Immunology))--Mahidol University, 2017
Suggested Citation
Patta Phumesin Inhibition of dengue virus by targeting to viral RNA. Thesis (Ph.D. (Immunology))--Mahidol University, 2017. Retrieved from: https://repository.li.mahidol.ac.th/handle/20.500.14594/91656
Title
Inhibition of dengue virus by targeting to viral RNA
Alternative Title(s)
การพัฒนาสารยับยั้งการติดเชื้อไวรัสเด็งกีโดยมุ่งเป้าที่อาร์เอ็นเอ
Author(s)
Advisor(s)
Abstract
Dengue virus (DENV) infection is a worldwide public health problem. It can cause a spectrum of clinical manifestations ranging from mild dengue fever (DF), severe dengue hemorrhangic fever (DHF), and potentially life-threatening disease, dengue shock syndrome (DSS). Currently, there is no availability of a specific antiviral drug for DENV infection. Thus, anti-DENV agent that can inhibit all four DENV serotypes is urgently needed. In this study, antisense oligonucleotides, vivo-morpholinos oligomers (vivo-MOs), that target to the top of 3' stem-loop (3' SL) at 3' UTR of DENV genome were tested for inhibition of DENV infection. The interaction between vivo-MOs and DENV RNA was studied by oligonucleotide binding assay. The inhibition of viral replication and production were examined in DENV-infected cell lines, including monkey kidney epithelial (Vero) cell, human lung epithelial carcinoma (A549) cells, and human immature monocyte-derived dendritic cells (MDDCs). The results of oligonulcleotide binding assay showed that vivo-MO-1 specifically bound to DENV RNA. Treatment of vivo-MO-1 significantly reduced viral RNA, viral protein, viral infectivity, and viral production in DENV-2-infected Vero cells. Furthermore, the inhibitory effect were also observed in DENV-1, 3, and 4 infected Vero cells suggesting the potential of vivo-MOs to inhibit four DENV serotypes. However, vivo-MO-1 had less activity to inhibit DENV4 infection which might be caused by 5-base pair mismatch to DENV4 genome sequence. For this reason, vivo-MO-2 was designed to completely complementary match to DENV-4 sequence. As expected, the result showed that vivo-MO-2 had greater inhibitory activity than vivo-MO-1 to inhibit viral production and viral infection in DENV-4 infected Vero cells. The vivo-MOs activity has been testes in other target cell types, A549 and MDDCs. The results showed that vivo-MOs were effectively inhibited viral infection and viral production in DENV-2 infected A549 cells. Furthermore, vivo-MOs significantly reduced viral RNA, viral protein, viral infection and viral production in DENV-2 infected MDDCs. Taken together, vivo-MOs at submicromolar concentration was nontoxic and sufficient to effectively inhibit DENV infection in Vero cells, A549 cells, and MDDCs. This study supports further development of vivo-MOs as anti-DENV inhibitors targeting to DENV RNA.
โรคไข้เลือดออกเป็นปัญหาสาธารณสุขสำคัญของหลายประเทศทั่วโลก อาการของโรคไข้เลือดออก สามารถจำแนกจากรุนแรงน้อย จนถึงขั้นทาให้เสียชีวิต ได้แก่ dengue fever (DF), dengue hemorrhangic fever (DHF), และ dengue shock syndrome (DSS) ในปัจจุบันโรคไข้เลือดออกมีวัคซีนสำหรับป้องกัน แต่ยังไม่มียาสำหรับรักษา ดังนั้นจึงมีความจำเป็นที่จะต้องค้นหายาต้านไวรัสเด็งกีที่สามารถยังยั้งไวรัสได้ทั้ง 4 ซีโรทัยป์ ในงานวิจัยนี้ ผู้วิจัยได้ศึกษาสารต้านเชื้อไวรัสเดงกีโดยมุ่งเป้าที่อาร์เอ็นเอของไวรัส สารต้านการติดเชื้อไวรัสเด็งกีที่ทำการศึกษาคือ vivo-morpholinos (vivo-MOs) ซึ่งสามารถจับกับส่วนบนของ 3' stem-loop (3' SL) ในบริเวณ 3' UTR ในจีโนมของเชื้อไวรัสเด็งกี โดยทาการทดสอบประสิทธิภาพของ vivo-MOs ในการยับยั้งเชื้อไวรัสเด็งกีในเซลล์เพาะเลี้ยง 3 ชนิด คือ Vero cells, A549 cells และ human immature monocyte-derived dendritic cells (MDDCs) ผลการทดลองพบว่า vivo-MO-1 สามารถจับกับอาร์เอ็นเอของไวรัสเชื้อเด็งกีได้ และมีประสิทธิภาพในการยับยั้งการเพิ่มจำนวนของ viral RNA, viral protein, viral infection และ viral production ใน Vero cells ที่ติดเชื้อไวรัสเด็งกีซีโรไทป์ 2 อีกทั้งยังมีประสิทธิภาพในการยับยั้งการเพิ่มจำนวนของ DENV-1, DENV-3 และ DENV-4 ด้วย อย่างไรก็ตาม vivo-MO-1 สามารถยับยั้ง DENV-4 ได้มีประสิทธิภาพต่ำ ซึ่งน่าจะเกิดจากการมีการมีเบสที่ไม่สามารถจับกันได้ 5 ตำแหน่ง จึงจำเป็นต้องมีการออกแบบและสังเคระห์ vivo-MO-2 ให้จับได้อย่างสมบูรณ์กับ DENV-4 ซึ่งพบว่ามีประสิทธิภาพในการยับยั้ง DENV-4 ได้ดีกว่า vivo-MO-1 นอกจากนี้ยังพบว่า vivo-MOs มีประสิทธิภาพในการยับยั้งการติดเชื้อและการสร้างไวรัสเด็งกีใน A549 cells และมีประสิทธิภาพในการยับยั้งการเพิ่มปริมาณและจำนวนของ viral RNA, viral protein, viral infection และ viral production ใน MDDCs ผลการศึกษานี้สรุปได้ว่า vivo-MOs ในปริมาณความเข้มข้นระดับ submicromolar ที่นำมาทำการศึกษา ไม่เป็นพิษต่อเซลล์เพาะเลี้ยงและสามารถยับยั้งการติดเชื้อไวรัสเด็งกีได้อย่างมีประสิทธิภาพในเซลล์ชนิด Vero, A549, และ MDDCs การศึกษานี้จึงสนับสนุนการพัฒนา vivo-MOs ต่อไป เพื่อเป็นยาต้านไวรัสเด็งกีโดยมุ่งที่อาร์เอ็นเอของไวรัส
โรคไข้เลือดออกเป็นปัญหาสาธารณสุขสำคัญของหลายประเทศทั่วโลก อาการของโรคไข้เลือดออก สามารถจำแนกจากรุนแรงน้อย จนถึงขั้นทาให้เสียชีวิต ได้แก่ dengue fever (DF), dengue hemorrhangic fever (DHF), และ dengue shock syndrome (DSS) ในปัจจุบันโรคไข้เลือดออกมีวัคซีนสำหรับป้องกัน แต่ยังไม่มียาสำหรับรักษา ดังนั้นจึงมีความจำเป็นที่จะต้องค้นหายาต้านไวรัสเด็งกีที่สามารถยังยั้งไวรัสได้ทั้ง 4 ซีโรทัยป์ ในงานวิจัยนี้ ผู้วิจัยได้ศึกษาสารต้านเชื้อไวรัสเดงกีโดยมุ่งเป้าที่อาร์เอ็นเอของไวรัส สารต้านการติดเชื้อไวรัสเด็งกีที่ทำการศึกษาคือ vivo-morpholinos (vivo-MOs) ซึ่งสามารถจับกับส่วนบนของ 3' stem-loop (3' SL) ในบริเวณ 3' UTR ในจีโนมของเชื้อไวรัสเด็งกี โดยทาการทดสอบประสิทธิภาพของ vivo-MOs ในการยับยั้งเชื้อไวรัสเด็งกีในเซลล์เพาะเลี้ยง 3 ชนิด คือ Vero cells, A549 cells และ human immature monocyte-derived dendritic cells (MDDCs) ผลการทดลองพบว่า vivo-MO-1 สามารถจับกับอาร์เอ็นเอของไวรัสเชื้อเด็งกีได้ และมีประสิทธิภาพในการยับยั้งการเพิ่มจำนวนของ viral RNA, viral protein, viral infection และ viral production ใน Vero cells ที่ติดเชื้อไวรัสเด็งกีซีโรไทป์ 2 อีกทั้งยังมีประสิทธิภาพในการยับยั้งการเพิ่มจำนวนของ DENV-1, DENV-3 และ DENV-4 ด้วย อย่างไรก็ตาม vivo-MO-1 สามารถยับยั้ง DENV-4 ได้มีประสิทธิภาพต่ำ ซึ่งน่าจะเกิดจากการมีการมีเบสที่ไม่สามารถจับกันได้ 5 ตำแหน่ง จึงจำเป็นต้องมีการออกแบบและสังเคระห์ vivo-MO-2 ให้จับได้อย่างสมบูรณ์กับ DENV-4 ซึ่งพบว่ามีประสิทธิภาพในการยับยั้ง DENV-4 ได้ดีกว่า vivo-MO-1 นอกจากนี้ยังพบว่า vivo-MOs มีประสิทธิภาพในการยับยั้งการติดเชื้อและการสร้างไวรัสเด็งกีใน A549 cells และมีประสิทธิภาพในการยับยั้งการเพิ่มปริมาณและจำนวนของ viral RNA, viral protein, viral infection และ viral production ใน MDDCs ผลการศึกษานี้สรุปได้ว่า vivo-MOs ในปริมาณความเข้มข้นระดับ submicromolar ที่นำมาทำการศึกษา ไม่เป็นพิษต่อเซลล์เพาะเลี้ยงและสามารถยับยั้งการติดเชื้อไวรัสเด็งกีได้อย่างมีประสิทธิภาพในเซลล์ชนิด Vero, A549, และ MDDCs การศึกษานี้จึงสนับสนุนการพัฒนา vivo-MOs ต่อไป เพื่อเป็นยาต้านไวรัสเด็งกีโดยมุ่งที่อาร์เอ็นเอของไวรัส
Description
Immunology (Mahidol University 2017)
Degree Name
Doctor of Philosophy
Degree Level
Doctoral Degree
Degree Department
Mahidol University. Faculty of Medicine Siriraj Hospital
Degree Discipline
Immunology
Degree Grantor(s)
Mahidol University