Модифицированный бактериофаг, способный переносить в 20 раз больше ДНК, чем существующие фаги, используемые для генной терапии, может позволить вносить сложные изменения в клетки.
Модифицированный вирус может переносить нити ДНК длиной до 171 000 пар оснований - примерно в 20 раз больше, чем самые крупные из существующих вирусов, используемых для генной терапии. Помимо этой ДНК, он может переносить более 1000 других молекул, таких как РНК и белки, объясняет Венигалла Рао из Католического университета Америки в Вашингтоне. "Мы можем объединить все это в одной частице и получить возможность не только проводить терапию, но и потенциально излечивать заболевания", - говорит Рао.
Все большее число методов терапии предполагает изменение клеток внутри или вне организма, но доставка необходимых компонентов в клетки остается огромной проблемой. Например, некоторые люди страдают заболеванием, вызывающим прогрессирующую мышечную слабость, которое называется мышечной дистрофией Дюшенна и вызвано мутациями в гене белка под названием дистрофин. Попытки разработать генную терапию этого заболевания сдерживались тем, что для создания полноразмерного белка дистрофина требуется ДНК длиной около 11 000 пар оснований - больше, чем помещается в существующих вирусах.
В одном из экспериментов команда Рао доставила ген дистрофина в человеческие клетки, растущие в культуре, и показала, что клетки производят полноразмерный белок. В другом эксперименте ученые смогли доставить в человеческие клетки сразу несколько молекул, что позволило им отредактировать несколько генов, выключить другие гены и заставить каждую клетку производить различные белки, и все это одновременно.
Модифицированный вирус доставки основан на бактериофаге Т4, который обычно инфицирует только определенные виды бактерий. Благодаря исследованиям команды Рао и других научных групп, вирус T4 настолько хорошо изучен, что его можно существенно модифицировать и настраивать. В частности, группа Рао добавила покрытие, которое приводит к тому, что вирус поглощается человеческими клетками и таким образом попадает в них со своим грузом. По словам Рао, эти модифицированные вирусы будет гораздо проще и дешевле производить, чем вирусы, которые в настоящее время используются для генной терапии, поскольку их не нужно выращивать в культурах человеческих клеток.
Однако Рао и его коллеги еще не продемонстрировали, что вирусы можно использовать для доставки генов в клетки организма, считает Джеффри Чемберлен из Университета Вашингтона в Сиэтле, чья исследовательская группа пытается разработать генную терапию для лечения мышечной дистрофии Дюшенна путем разделения генов между несколькими вирусами. "Тем не менее, первые данные обнадеживают, и будет интересно проследить за дальнейшим развитием событий", - говорит Чемберлен. По его словам, существует большая потребность в дополнительных системах, доставляющих генные препараты в различные клетки и органы тела.
По словам Рао, может потребоваться много дополнительной работы, чтобы заставить вирус хорошо работать в организме людей, но он считает, что это вполне осуществимо. В более близкой перспективе модифицированный вирус может быть использован для изменения клеток вне организма для лечения людей. Например, некоторые виды рака сегодня лечатся путем изменения иммунных клеток для воздействия на опухоли. Это часто включает в себя несколько этапов: сначала с помощью вируса доставляется ген-мишень, затем вносятся дополнительные изменения путем доставки отдельных компонентов для редактирования генов. В результате получается смесь клеток, не все из которых имеют желаемые изменения, что делает их менее эффективными при введении больному раком человеку. Возможность доставки таргетного гена и компонентов генного редактирования в одном вирусе значительно улучшит процесс.
