Использование новых технологий CRISPR/Cas9 позволяет удалить из клетки все вирусные гены и, более того, надёжно препятствует их повторному встраиванию.

Об этом говорится в публикации журнала Scientific Reports.

Несколько лет назад команда Кэмеля Кхалили уже демонстрировала способность технологий CRISPR/Cas9 обнаруживать встроившийся в хромосомы клеток геном вируса по характерным признакам и успешно вырезать его. В своей новой работе сотрудники Темпльского университета вновь использовали CRISPR/Cas9 для удаления ВИЧ из заражённых Т-лимфоцитов, показав, что система позволяет вырезать все до единой копии вирусного генома и препятствует его повторному встраиванию в хромосомы.

В экспериментах использовали линию несущих CD4-рецепторы человеческих Т-лимфоцитов — стандартную мишень вируса иммунодефицита. Их геном содержал многочисленные копии модифицированного ВИЧ. Кроме того, один из генов ВИЧ был заменён геном флуоресцентного белка. Это позволило наглядно отслеживать работу вируса: при активации его в клетке вырабатывались флуоресцирующие молекулы. Внесение в такие клетки генов Cas9 не сказывалось на функционировании вируса, однако при экспрессии РНК-гидов они начинали связываться с генами ВИЧ, вырезая их из генома.

Полное секвенирование ДНК экспериментальных клеточных линий показало, что первоначально в нём содержались четыре связанные с ВИЧ вставки на 1-й и 16-й хромосомах, и все они были точно и успешно вырезаны CRISPR/Cas9-системой. Более того, если экспрессия генов Cas9 и РНК-гидов в клетке продолжалась, они эффективно защищали её от повторного заражения и встраивания вируса в ДНК.

Таким образом, редактирование с помощью CRISPR/Cas9 может открыть новые методы терапии для удаления ДНК ВИЧ-1 из CD4-положительных Т-лимфоцитов и может стать отправной точкой на пути к полному излечению, — отмечают авторы работы.

В самом деле, вызываемый ВИЧ иммунодефицит остаётся глобальной проблемой, от которой страдают десятки миллионов людей. Существующие антиретровирусные препараты позволяют «заморозить» инфекцию, резко ослабив её и продлевая жизнь больных на десятилетия, однако удалить ВИЧ из организма они неспособны. Вирус быстро встраивается в геном иммунных клеток, где способен сохраняться неопределённо долго, служа резервуаром для новых рецидивов болезни — если только новые методы генной инженерии не позволят удалить его навсегда.

Основанная на недавно обнаруженной системе антивирусной защиты бактериальных клеток система CRISPR/Cas9 позволяет направленно редактировать ДНК разных организмов. Эндонуклеазы Cas9 вносят разрезы в строго нужных участках, которые комплементарны заранее заготовленному «шаблону» РНК-гида, после чего собственные системы репарации клетки сшивают повреждённые концы ДНК, фиксируя изменения.