Исследователи разработали двойную CRISPR-терапию для удаления ДНК ВИЧ и предотвращения реинфекции in vitro.
С момента появления первых сообщений о случаях заболевания в 1981 г. вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) поразил около 86 млн. человек и привел к смерти десятков миллионов людей от осложнений синдрома приобретенного иммунодефицита. Для борьбы с эпидемией ученые всего мира предприняли согласованные усилия по поиску и разработке методов лечения. Наиболее распространенным методом лечения является антиретровирусная терапия, которая уничтожает вирус и позволяет иммунной системе восстановиться. Эти методы лечения, несмотря на их эффективность, являются дорогостоящими, требуют длительного приема и недоступны для многих людей во всем мире. Таким образом, несмотря на то, что ВИЧ/СПИД перестал быть смертельным заболеванием, число жертв остается значительным, а лекарств от него по-прежнему нет. В настоящее время исследователи ищут способы более эффективного устранения вируса на длительный срок, используя новые концепции и передовые методы.
ВИЧ - это ретровирус, который поражает иммунные клетки и встраивает свою ДНК в геном хозяина, заставляя его производить и выпускать больше вирусных частиц, которые инфицируют другие клетки. Согласно недавнему исследованию, опубликованному в журнале Molecular Therapy Nucleic Acids, ученые Медицинской школы Льюиса Каца при Темпльском университете представили метод лечения, позволяющий не только удалять ДНК ВИЧ из инфицированных иммунных клеток, но и предотвращать повторное заражение других клеток. Камель Халили, профессор Темпльского университета и старший автор этого исследования, начал свою карьеру как микробиолог, занимающийся инактивацией генов у бактерий. Этот опыт натолкнул его на гипотезу о том, что для излечения СПИДа может потребоваться стратегия генетической инактивации. "Другими словами, лицо этого заболевания изменяется: из инфекционного оно превращается в генетическое", - говорит Халили.
В более ранних исследованиях Халили и его коллеги успешно удалили ДНК ВИЧ из геномов иммунных клеток с помощью технологии CRISPR-Cas9. Однако эта методика не предотвратила повторного заражения соседних клеток. Чтобы попасть в другие клетки, белковая оболочка ВИЧ должна пройти через множество гликозилирований, в результате которых к вирусной поверхности, находящейся в инфицированной клетке, добавляются молекулы сахаров. Поэтому исследователи поставили перед собой две задачи. "Первая - удалить интегрированную копию вируса. И вторая - возможно, мы сможем прервать гликозилирование белка вирусной оболочки, так что если какие-либо вирусы ускользнут от [эксцизии], они не будут инфекционными", - пояснил Халили.
В данном исследовании ученые с помощью CRISPR-Cas9 в иммунных клетках, полученных от пациентов, инфицированных ВИЧ, инактивировали ген маннозил-олигосахарид-глюкозидазы (MOGS), необходимый для гликозилирования вирусного белка. Это позволило предотвратить гликозилирование вирусной оболочки ВИЧ и, следовательно, его способность инфицировать другие клетки. Комбинируя эксцизию ВИЧ и инактивацию MOGS, группа надеется создать более эффективный и долгосрочный метод лечения ВИЧ/СПИДа.
Халили и его коллеги усовершенствовали свою методику, инактивируя MOGS только в инфицированных иммунных Т-клетках с помощью промоторной последовательности, специфичной для ВИЧ. "Мы хотели убедиться в том, что манипуляции с клеточным геном происходят только в клетках, инфицированных вирусом... чтобы сделать этот метод немного безопаснее, поскольку речь идет об инактивации вирусного гена и одновременно о редактировании клеточного генома", - рассказал Халили.
"Я думаю, что можно утверждать, что до сих пор не было большого количества дискуссий о таргетинге [клеточных генов] с помощью системы CRISPR-Cas9. Единственное преимущество здесь в том, что вирус может мутировать, а клеточный белок - нет", - считает Томас Хоуп, профессор Северо-Западного университета США, не принимавший участия в исследовании. "Они должны показать, что могут внедрить свою [систему] в клетки, в живое существо, туда, куда им нужно. И я думаю, что это является проблемой для многих подобных методов".
Несмотря на эффективность современной антиретровирусной терапии, пациенты все еще отмечают негативные последствия, связанные как с постоянным присутствием вируса в организме, так и с самими антиретровирусными препаратами. "Настало время, когда мы можем действительно навсегда избавиться от вируса. И я думаю, что мы находимся на этом этапе, а технологии и инструменты уже доступны", - заявил Халили. "Надеюсь, что очень скоро мы этого добьемся".
