Генне редагування проти ВІЛ

Використовуючи модифіковану систему редагування генів CRISPR-Cas9 і терапевтичну стратегію, відому як противірусна терапія повільного вивільнення тривалої дії (LASER ART), група дослідників видалила компетентну за реплікацією ДНК ВИЧ-1 з геномів живих мишей. Опубліковане в журналі Nature Communications, дослідження знаменує собою важливий крок на шляху до розробки можливих ліків від ВІЛ-інфекції людини.

«Наше дослідження показує, що лікування, спрямоване на придушення реплікації ВІЛ, і терапія з редагуванням генів, якщо вони проводяться послідовно, можуть усунути ВІЛ з клітин і органів інфікованих тварин», - сказав професор Камель Халілі з Медичної школи ім. Льюїса Каца в Університеті Темпл.

Сучасне лікування ВІЛ спрямоване на використання антиретровірусної терапії (АРТ), яка придушує реплікацію ВІЛ, але не виводить вірус з організму. Тому терапія не є ліками від ВІЛ і вимагає довічного використання. Якщо вона буде зупинена, ВІЛ відновиться, відновлюючи реплікацію і сприяючи розвитку СНІДу.

Відновлення ВІЛ безпосередньо пов'язане зі здатністю вірусу інтегрувати свою послідовність ДНК в геноми клітин імунної системи, де він знаходиться в стані спокою і недоступний антиретровірусним препаратам.

У попередній роботі професор Халілі і його колеги використовували CRISPR-Cas9 для розробки нової системи редагування генів і доставки генної терапії, спрямованої на видалення ДНК ВІЛ з геномів, що містять вірус.

На щурах і мишах вони показали, що система редагування генів, що отримала назву AAV9-CRISPR-Cas9, може ефективно вирізати великі фрагменти ДНК ВІЛ з інфікованих клітин, значно впливаючи на експресію вірусних генів. Однак, як і у випадку з АРТ, редагування генів саме по собі не може повністю усунути ВІЛ.

У новому дослідженні вчені об'єднали свою систему редагування генів з терапією LASER ART, яка націлена на вірусні притулки і підтримує реплікацію ВІЛ на низьких рівнях протягом тривалих періодів часу, знижуючи частоту введення АРТ.

Тривалий вплив ліків став можливим завдяки фармакологічним змінам у хімічній структурі антиретровірусних препаратів. Модифікований препарат був упакований в нанокристали, які легко розподіляються по тканинах, де ВІЛ, ймовірно, знаходиться в стані спокою. Звідти нанокристали, які зберігаються в клітинах тижнями, повільно вивільняють ліки.

«Ми хотіли подивитися, чи зможе LASER ART придушувати реплікацію ВІЛ досить довго, щоб CRISPR-Cas9 повністю позбавив клітини від вірусної ДНК», - сказав професор Халілі.

Щоб перевірити свою ідею, вчені використовували мишей, створених для виробництва людських Т-клітин, сприйнятливих до ВІЛ-інфекції, що допускають тривалу вірусну інфекцію і латентність, викликану АРТ.

Як тільки інфекція була встановлена, мишей лікували LASER ART, а потім CRISPR-Cas9. Наприкінці періоду лікування мишей обстежили на вірусне навантаження. Аналізи виявили повну елімінацію ДНК ВІЛ приблизно у третини ВІЛ-інфікованих мишей.

"Великий сенс цієї роботи полягає в тому, що для отримання ліків від ВІЛ-інфекції потрібно CRISPR-Cas9 і придушення вірусів за допомогою такого методу, як LASER ART, який застосовується спільно, - сказав професор Халілі.

«Тепер у нас є чіткий шлях для переходу до випробувань на приматах, відмінних від людини, і, можливо, до клінічних випробувань на людях протягом року».