Международная команда вирусологов впервые смогла уничтожить все следы присутствия ВИЧ в клетках двух "очеловеченных" мышей, используя популярный геномный редактор CRISPR/Cas9. Результаты этих опытов были опубликованы в журнале Nature Communications.
Международная команда вирусологов впервые смогла уничтожить все следы присутствия ВИЧ в клетках двух "очеловеченных" мышей, используя популярный геномный редактор CRISPR/Cas9. Результаты этих опытов были опубликованы в журнале Nature Communications.
"Наши опыты показывают, что последовательное подавление размножения ВИЧ и генная терапия могут полностью ликвидировать вирус во всех органах и клетках зараженных животных. Этот успех открыл дорогу для опытов на приматах и, возможно, на добровольцах уже в этом году", — заявил Камель Халили (Kamel Khalili) из университета Темпла в Филадельфии (США).
Геномный редактор CRISPR/Cas9, названный главным научным прорывом 2015 года, был создан американским ученым Фэнем Чжаном (Feng Zhang) и рядом других молекулярных биологов примерно шесть лет назад, и с тех пор он пережил несколько модернизаций, которые позволяют ученым использовать его для редактирования генома почти со стопроцентной точностью.
Можно сказать, что борьба с ВИЧ является своеобразным "возвратом к корням" для CRISPR/Cas9 — сотни миллионов лет назад эта система развилась внутри бактерий именно для защиты от ретровирусов. Лишь в 2012 году Чжан и его коллеги приспособили ее для редактирования генома многоклеточных существ.
Сегодня многие ученые пытаются использовать данный геномный редактор для того, чтобы "вырезать" генетический код ВИЧ из ДНК зараженных клеток и тем самым очистить их от инфекции, или же мутировать их таким образом, что они станут неуязвимыми для ВИЧ.
Халили и его коллеги провели первый практический эксперимент такого рода, который завершился полным успехом, проводя опыты на мышах с "человеческой" иммунной системой, зараженных ВИЧ.
Подавив размножение "чумы XX века" в теле мышей при помощи особого набора из трех самых эффективных антиретровирусных препаратов, созданный специально для решения этой задачи в лаборатории Халили, ученые заразили их еще одним вирусом.
"Боевая" часть этого патогена, как объясняет Халили, была заменена на инструкции по сборке компонентов системы CRISPR/Cas9, а также особых РНК-молекул, помогающих геномному редактору находить и вырезать сегменты вирусного кода из ДНК инфицированных клеток.
Первые опыты с этим вирусом, которые ученые проводили на мышах и крысах с "активным" ВИЧ, показали, что он уничтожал большую часть генетических следов болезни, но не мог полностью побороть инфекцию. Это побудило ученых объединить его с антиретровирусной терапией в надежде, что переход ВИЧ в "спящее состояние" сделает его более уязвимым для атак CRISPR/Cas9.
Эта идея полностью оправдала себя. Вирус был полностью удален из генома двух из семи мышей, и через восемь недель после начала эксперимента ученые не зафиксировали никаких новых следов инфекции, несмотря на то, что прием антиретровирусных препаратов был остановлен. Остальные пять мышей не смогли избавиться от вируса, однако число зараженных клеток в их теле заметно снизилось.
При этом, как подчеркивают ученые, использованная ими версия CRISPR/Cas9 отредактировала ДНК мышей со сверхвысокой точностью и не внесла дополнительных "опечаток" в структуру их генома. Что интересно, все повреждения, которые ученые нашли в генетическом коде мышей, были связаны с ошибками при самокопировании вируса.
Когда Халили и его команда еще два раза повторили эксперимент, им удалось добиться еще более впечатляющих результатов и успешно удалить вирус из геномов 40-50% мышей. Вдобавок, ВИЧ не исчез из организма еще двух грызунов, но он прекратил размножаться и уничтожать иммунные клетки.
Почему генная терапия не подействовала на часть животных, генетики пока не знают, но планируют выяснить это в ближайшее время. Эти опыты, как надеются вирусологи, помогут повысить эффективность удаления ВИЧ из генома, составляющую сейчас 60-80%, и достичь 100% эффективности работы этой генной терапии.
