Учёные впервые смогли удалить ДНК ВИЧ-1 из генома животных

Совместными усилиями исследователи из Школы медицины им. Льюиса Каца в Университете Темпл и Медицинского центра Университета Небраски (UNMC) впервые удалили из генома животных ДНК ВИЧ-1, ответственного за репликацию вируса, вызывающего СПИД.

«Наше исследование показывает, что лечение, направленное на подавление репликации ВИЧ, и терапия с редактированием генов, если они проводятся последовательно, могут устранить ВИЧ из клеток и органов инфицированных животных», — говорит Камель Халили, профессор, директор Центра нейровирусологии и директор Центра комплексных NeuroAIDS в Медицинской школе им. Льюиса Каца в Университете Темпл.

Доктор Халили и Говард Гендельман, профессор, директор Центра нейродегенеративных заболеваний при UNMC, являются авторами нового исследования.

«Это достижение не состоялось бы без исключительных усилий команды, в которую входили вирусологи, иммунологи, молекулярные биологи, фармакологи и фармацевтические эксперты, — сказал доктор Гендельман. — Только благодаря объединению наших ресурсов мы смогли сделать это революционное открытие».

Современное лечение ВИЧ направлено на использование антиретровирусной терапии (АРТ). АРТ подавляет репликацию ВИЧ, но не выводит вирус из организма. Таким образом, АРТ не является лекарством от ВИЧ и требует его применения на протяжение всей жизни. Если терапию прекратить, ВИЧ восстановится, возобновляя репликацию и способствуя развитию СПИДа. Восстановление ВИЧ напрямую связано со способностью вируса интегрировать свою последовательность ДНК в геномы клеток иммунной системы, где он находится в состоянии покоя и недоступен антиретровирусным препаратам.

В предыдущей работе команда доктора Халили использовала технологию CRISPR-Cas9 для разработки новой системы редактирования генов и доставки генной терапии, направленной на удаление ДНК ВИЧ из геномов, содержащих вирус. На крысах и мышах они показали, что система редактирования генов может эффективно вырезать большие фрагменты ДНК ВИЧ из инфицированных клеток, значительно влияя на экспрессию вирусных генов. Однако, как и в случае с АРТ, редактирование генов само по себе не может полностью устранить ВИЧ.

Для нового исследования доктор Халили и его коллеги объединили свою систему редактирования генов с недавно разработанной терапевтической стратегией, известной как LASER ART — Длительно действующее медленное высвобождение (long-acting slow-effective release). LASER ART разработано совместно с доктором Гендельманом и Бенсоном Эдагва, доктором наук, доцентом фармакологии в UNMC.

LASER ART предназначается для вирусных убежищ и поддерживает репликацию ВИЧ на низком уровне в течение длительных периодов времени, снижая частоту введения АРТ. Подобные долгодействующие лекарства стали возможными благодаря фармакологическим изменениям в химической структуре антиретровирусных препаратов. Модифицированный препарат был упакован в нанокристаллы, которые легко распределяются по тканям, где ВИЧ, вероятно, находится в состоянии покоя. Оттуда нанокристаллы, которые хранятся в клетках неделями, медленно высвобождают лекарство.

По словам доктора Халили: «Мы хотели посмотреть, сможет ли LASER ART подавлять репликацию ВИЧ достаточно долго, чтобы CRISPR-Cas9 полностью избавил клетки от вирусной ДНК».

Чтобы проверить свою идею, исследователи использовали мышей, сконструированных для производства человеческих Т-клеток, восприимчивых к ВИЧ-инфекции, допускающих длительную вирусную инфекцию и латентность, вызванную АРТ. Как только инфекция была установлена, мышей лечили LASER ART, а затем CRISPR-Cas9. В конце периода лечения мышей обследовали на вирусную нагрузку. Анализы выявили полную элиминацию ДНК ВИЧ примерно у трети ВИЧ-инфицированных мышей.

«Главный посыл этой работы заключается в том, что для получения лекарства от ВИЧ-инфекции требуется CRISPR-Cas9 и подавление вирусов с помощью такого метода, как LASER ART, который применяется совместно, — сказал доктор Халили. — Теперь у нас есть четкий путь, чтобы перейти к испытаниям на приматах, отличных от человека, и, возможно, к клиническим испытаниям на людях в течение года».

Источник: ScienceDaily