Редактирование генов ВПЧ уничтожает опухолевые клетки

Исследователям Университета Дьюка (Duke University) удалось селективно разрушить два гена вируса папилломы человека (ВПЧ), ответственных за рост и развитие карциномы шейки матки, что приводило к саморазрушению опухоли. Воздействовали на Е6 и Е7 гены ВПЧ, которые блокируют защитные функции клеток человека. Для запуска CRISPR против вируса необходимы два компонента: направляющая РНК, последовательность которой совпадает с ДНК целевых генов вируса, и белок Cas9, который эту ДНК будет разрезать.

По иронии судьбы, для доставки к цели ученые упаковывали эту противовирусную смесь в вектор, созданный на основе инактивированного ВИЧ. Таким вектором с анти-ВПЧ конструктом заражали культуру клеток карциномы шейки матки. Все клетки карциномы, получившие специфический CRISPR/Cas9-конструкт против на Е6 и Е7 генов ВПЧ, перестали расти. В качестве контроля использовали тот же вектор, но со случайными направляющими РНК. Клетки, получившие контрольный вектор, остались живы. Ученые объяснили молекулярную основу полученных результатов. Ген Е6 обычно блокирует деятельность белка р53 человека, известного как «хранитель генома», поскольку он запускает программу самоубийства клетки, если в ней происходит что-то потенциально опасное. А ген Е7 блокирует белок Rb с аналогичной функцией.

Профессор Брайан Каллен (Bryan Cullen) подчеркнул, что нейтрализуя гены Е6 и Е7 мы всего лишь пробуждаем к действию собственные защитные механизмы клеток человека, которые у них изначально были. В результате онкологические клетки погибают путем апоптоза (самоубийства). Он также отметил, что здоровые клетки при этом не подвергаются никакому воздействию.

CRISPR-система была обнаружена только десять лет назад, как бактериальная система обороны против вирусов. Изучая геномы различных видов бактерий, исследователи заметили повторяющиеся последовательности ДНК, между которыми находились короткие уникальные отрезки. Последние были названы CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats), оказалось, что они получены от вирусов, инфицировавших бактерии ранее. Бактерии сохраняют «на память» небольшие фрагменты ДНК вирусов, чтобы в будущем распознать и уничтожить нарушителя. Эту защитную работу осуществляет белок Cas9. Ученым удалось освоить принцип CRISPR для использования его в разных целях. Например, можно создавать управляемые мутации у модельных объектов или наоборот — устранять дефекты в ДНК.

Применяемый подход редактирования генов вирусов в клетках млекопитающих является новым, но многообещающим. Он способен лечь в основу терапевтических подходов, направленных против таких вирусов, как гепатиты В или С, а также вирусы герпеса.