Генетический редактор CRISPR смог обезвредить ВИЧ в лабораторных экспериментах

Новое исследование, которое будет представлено на Европейском конгрессе по клинической микробиологии и инфекционным заболеваниям (European Congress of Clinical Microbiology and Infectious Diseases) в Барселоне, Испания, в апреле группой ученых из Нидерландов, продемонстрировало возможности авангардного метода генного редактирования CRISPR-Cas для удаления всех следов вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) из инфицированных клеток иммунной системы, которые культивировались в лаборатории. Молекулярно-биологический подход на основе системы CRISPR-Cas позволяет вносить точные изменения в геномы живых организмов, благодаря чему ученые могут, определив генетические цели, модифицировать те или иные участки ДНК. Создатели метода Дженифер Дудна (Jennifer Doudna) и Эммануэль Шарпантье (Emmanuelle Charpentier) в 2020 году удостоились Нобелевской премии по химии. Действуя как молекулярные ножницы, направляемые гидовой РНК, CRISPR-Cas производит надрезы на ДНК в избранных местах. Это позволяет либо удалять нежелательный ген, либо вносить новый генетический материал с прицелом на терапию будущего. Одна из главных проблем в лечении ВИЧ заключается в том, что вирус способен интегрировать свой геном в ДНК заражаемых им клеток, а удалить его оттуда очень трудно. Для лечения ВИЧ в настоящее время применяются мощные противовирусные препараты, но принимать их нужно пожизненно, потому что в случае отмены терапии вирусный генетический материал покидает клеточный резервуар и возобновляет распространение по иммунной системе. Предлагаемое Еленой Херрера Карилло (Elena Herrera Carrillo) из Амстердамского университета (University of Amsterdam) и ее коллегами генное редактирование на основе CRISPR-Cas нацелено непосредственно на ДНК ВИЧ.

В своих экспериментах, где с помощью комплекса CRISPR-Cas и двух гидовых РНК были полностью избавлены от ВИЧ все инфицированные в лаборатории Т-клетки иммунной системы, авторы были нацелены на консервативные последовательности вируса, то есть те части вирусного генома, которые остаются неизменными в разных штаммах ВИЧ. Это позволяет разрабатывать терапевтический инструмент, применимый ко множеству вариантов вируса. При этом ученым пришлось преодолеть некое логистическое препятствие, связанное с большим размером вектора, который должен транспортировать в клетки всю терапевтическую конструкцию. Для этого они перебрали множество разрезающих ДНК природных ферментов Cas из разных бактерий, выбрав, наконец, самые маленькие и при этом эффективные (saCas9 and cjCas), что позволило сделать редактор более компактным.