Несмотря на успехи антиретровирусной терапии, которая позволяет людям, инфицированным ВИЧ, вести долгую полноценную жизнь, полностью избавиться от вируса удалось всего лишь в нескольких случаях. Американские ученые проанализировали случаи выздоровления, объединили усилия и разработали генную терапию ВИЧ-инфекции, которая позволяет полностью удалить вирус из организма. В ходе эксперимента более половины мышей избавились от вируса. Результаты исследования опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.
До сих пор не существует лекарства, которое могло бы полностью излечить ВИЧ-инфекцию. Даже в подавленном состоянии вирус сохраняется в геноме зараженного и может повторно выйти из тканевых резервуаров, приводя к рецидиву инфекции. Чтобы предотвратить повторное инфицирование, ученые начали работу над технологией CRISPR следующего поколения для удаления ВИЧ. Для этого они разработали новую двойную систему, направленную на полное и окончательное удаление ВИЧ из организма мышей. Эта генно-инженерная система предполагает редактирование и инактивацию («выключение») гена цитокинового рецептора CCR5, который помогает вирусу проникать в клетки. Таким образом, первая часть терапевтической системы будет направлена на предотвращение входа вируса в клетки. Вторая часть основана на предыдущих наработках авторов исследования. Ранее они показали, что редактирование генома («вырезание» генома вируса из генома зараженного животного) с применением CRISPR-технологии удерживает репликацию ВИЧ на низком уровне в течение длительного периода времени, что позволяет уменьшать частоту назначения антиретровирусной терапии. Эта терапевтическая стратегия известна как антиретровирусная терапия (АРТ) длительного действия с медленным высвобождением (long-acting slow-effective release, LASER). Тем не менее эта стратегия несовершенна и иногда не спасала от рецидивов инфекции.
«Исходя из историй успеха пациентов с ВИЧ, перенесших трансплантацию костного мозга из-за лейкемии и вылечившихся от ВИЧ, мы выдвинули гипотезу о том, что потеря рецептора вируса, CCR5, важна для полного устранения ВИЧ-инфекции», — рассказала Камел Халили из Университета Темпл.
Объединив две стратегии редактирования генома (избавление от вируса и инактивация рецептора, который позволяет вирусу проникнуть в клетку), исследователи разработали простую и более практичную совместную процедуру инактивации CCR5 и вырезания генома вируса из генома носителя.
Ученые нацелили систему CRISPR на участки генома, которые кодируют рецептор ССR5, чтобы вырезать 900-нуклеотидный участок, таким образом инактивируя сам рецептор. Дальнейшие наблюдения показали, что манипуляция удалась. Затем на культурах клеток ученые продемонстрировали, что отсутствие функционального CCR5 не дает штамму ВИЧ-1 проникнуть в клетки и заразить их. После этого исследователи оценили эффективность работы такой CRISPR-системы на неинфицированных мышах. Мыши получили однократную дозу CRISPR/Cas9, нацеленной на CCR5 (CRISPR-CCR5). Результаты эксперимента показали, что Т-лимфоциты не вырабатывали цитокиновый рецептор на своей поверхности, то есть входные ворота для инфекции были закрыты.
И наконец, ученые провели эксперименты на инфицированных ВИЧ мышах. Через две недели после инфицирования 48 мышей лечили разными методами (стандартной антиретровирусной терапией, методами генной терапии по отдельности и их комбинацией). Во всех группах восстановились популяции CD4+ Т-лимфоцитов. ВИЧ поражает в основном их, из-за чего у больных снижается иммунитет. В результате терапии работа иммунной системы наладилась. Комбинация двух методов генной терапии показала наилучшие результаты. К тому же у половины мышей в этой группе вирус не был обнаружен даже через 11 недель после отмены лечения. Анализ внутренних органов подтвердил результаты — в почках, кишечнике, легких, печени, селезенке, костном мозге не было обнаружено генома ВИЧ. В целом процент полного избавления от вируса составил 58%.
Исследовательская группа планирует вскоре протестировать стратегию двойного редактирования генов на приматах. Описанная двойная стратегия редактирования генома имеет исключительные перспективы в лечении ВИЧ-инфекции у людей.
Автор: Дарья Тюльганова.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
