Исследователи полностью устранили ВИЧ у инфицированных мышей
Впервые исследователи успешно удалили ДНК ВИЧ-1 из геномов живых животных, что является важным шагом на пути к потенциальному излечению от этой болезни.
Учёные из Комплексного цента НейроСПИД Школы медицины Льюиса Каца при Темпльском университете (США) сначала использовали лекарства для подавления репликации вируса. Затем они применили инструмент редактирования генов CRISPR-Cas9 для удаления вирусной ДНК, которая спряталась в иммунных клетках. Без удаления этих фрагментов вирус сохранил бы свою способность снова начать размножаться и превратиться в СПИД.
В настоящее время ВИЧ лечится антиретровирусной терапией (АРТ), которая подавляет, но не уничтожает и не уничтожает вирус из организма. При правильном применении АРТ может удерживать ВИЧ на таком низком уровне, что его невозможно обнаружить в крови, что резко снижает риск передачи инфекции при половом контакте или переливании крови.
Тем не менее, ВИЧ «усвоил» это с течением времени и может в конечном итоге мутировать, становясь устойчивым к лекарствам. Как только АРТ прекращается, ВИЧ восстанавливается, и вирус снова копирует себя, способствуя развитию СПИДа.
Вирус также может «спрятаться» в лимфе и других тканях по всему телу, где он находится в состоянии покоя, только для того, чтобы начать размножаться, как только иммунная система ослабит свою защиту. Восстановление ВИЧ напрямую связано со способностью вируса встраивать свою ДНК в геномы иммунных клеток, где он находится в состоянии покоя и недоступен для АРТ.
Таким образом, АРТ может помочь только в определенной степени и не является лекарством от ВИЧ. АРТ также требует пожизненного применения.
Поэтому поиск вируса и устранение всех его следов будет гораздо более эффективным решением, чем АРТ, но ученые пока не смогли разработать вакцину или какую-либо другую терапию, которая бы этого достигла.
Теперь исследователи из Медицинской школы Льюиса Каца в Университете Темпл и Медицинский центр Университета Небраски сообщили о потенциальном способе удаления ВИЧ из геномов инфицированных животных, используя комбинацию АРТ для подавления вируса и CRISPR-Cas9 для удаления генов ВИЧ из инфицированных клеток.
Испытания показали, что все следы вируса были полностью устранены у 30% животных.
В предыдущих экспериментах команда использовала CRISPR-Cas9 для разработки новой системы генной терапии, которая удаляет ДНК ВИЧ из геномов крыс и мышей. Они обнаружили, что средство эффективно удаляло большие фрагменты ДНК из клеток, содержащих вирус, значительно уменьшая экспрессию вирусной ДНК. Однако одного инструмента редактирования генов было недостаточно, чтобы полностью уничтожить вирус.
Тогда учёные объединили CRISPR-Cas9 с новым подходом, АРТ медленного высвобождения длительного действия (long-acting slow-effective release; LASER ART).
LASER ART направлено на укрывающиеся вирионы, чтобы подавлять репликацию ВИЧ в течение длительных периодов времени, поэтому обычная АРТ требуется реже. Это стало возможным благодаря изменению химической структуры антиретровирусного препарата. Лекарственное средство было упаковано в жирорастворимые нанокристаллы, которые могут перемещаться через клеточные мембраны в тканях, где ВИЧ находится в состоянии покоя, таких как селезенка, печень или лимфа.
Нанокристаллы сохраняются в клетках этих тканей в течение нескольких недель, пока ферменты в клетках высвобождают лекарство. Кристаллическая структура позволяет медикаменту высвобождаться медленнее, позволяя ему продолжать уничтожать латентный ВИЧ на протяжении месяцев, а не дней или недель, как в случае с обычной АРТ.
Учёные решили проверить, сможет ли LASER ART подавлять репликацию ВИЧ достаточно долго, чтобы с помощью CRISPR-Cas9 полностью избавить клетки от вирусной ДНК. Чтобы проверить эту идею, учёные использовали мышей, которые были модифицированы для производства человеческих Т-клеток, чувствительных к ВИЧ-инфекции, и использовали LASER ART для подавления репликации вируса в крови.
Затем они использовали CRISPR-cas9 для удаления ВИЧ из любых клеток, инфицированных вирусной ДНК, в том числе из клеток, которые обычно пропускаются при обычной АРТ. Ранее этого удалось добиться в чашке Петри и на лабораторных животных, но одного CRISPR было недостаточно, потому что, когда вирус размножается, он делает столько копий, что инструмент редактирования генов не успевает за ним. Фактически, когда мышей лечили только LASER ART или CRISPR, ВИЧ восстанавливался всего через пять-восемь недель.
Однако после того, как эти две терапии были объединены, они эффективно элиминировали ВИЧ примерно у одной трети животных.
Теперь учёные продолжат испытания на приматах. Если это сработает, то будет открыт путь для испытаний на людях.