Провирус — неактивная форма вируса: это когда геном вируса интегрирован в геном клетки-хозяина. В случае ВИЧ эти клетки-хозяева называются клетками CD4: как только вирус интегрируется в ДНК CD4-клеток, он себя воспроизводит с каждым поколением этих клеток.
Среди трех мышиных моделей, использованных в новом исследовании, была и «гуманизированная» модель, в которой у мышей благодаря генной модификации были человеческие иммунные клетки, которые затем были инфицированы ВИЧ-1.
Исследованием руководили доктор Вэньхуэй Ху, Кэмел Халили, Лора Карнелл и Вон-Бин Юнг из Медицинской школы Льюиса Каца Университета Темпл в Филадельфии. Оно было опубликовано в журнале Molecular Therapy,
Свежее исследование основывается на предыдущих работах команды, в ходе которых ученые использовали генетически модифицированных грызунов для демонстрации того, что их технология редактирования генома может уничтожать зараженные ВИЧ-1 сегменты ДНК.
«В этот раз исследование более обширно. Мы подтвердили данные из предыдущей работы и усилили эффективность своей стратегии редактирования генома. А еще мы продемонстрировали, что она эффективна еще в двух мышиных моделях: одна представляла собой острую инфекцию в мышиных клетках, а другая — хроническую, или латентную, инфекцию в человеческих клетках», — комментирует доктор Ху.
Доктор Ху и его команда дезактивировали ВИЧ-1, значительно сократив экспрессию РНК вирусных генов в органах и тканях генетически модифицированных мышей. Если точнее, экспрессия РНК была сокращена примерно на 65-95%. Затем ученые протестировали результаты своих экспериментов на мышах, инфицированных Eco-HIV — эквиваленте ВИЧ-1 у людей. Метод использования «CRISPR/Cas9» оказался на 96% эффективен в уничтожении эквивалента ВИЧ-1 у мышей. В третьей модели мыши получили трансплантат человеческих иммунных клеток, включая T-лимфоциты, которые были заражены ВИЧ-1.
Одна из главных причин, почему лекарство от ВИЧ еще не найдено, заключается в способности вируса прятаться в геномах T-клеток, где он латентно существует. Именно поэтому ученные применили технологию «CRISPR/Cas9» в мышах с зараженными T-клетками (T-лимфоцитами).
В результате одного раунда генного редактирования вирусные сегменты были удалены из человеческих клеток, интегрированных в ткани и органы мышей. После всего одной инъекции лекарства ученые уничтожили провирус в селезенке, легких, сердце, кишечнике и мозгу мышей. Мышам кололи «quadruplex sgRNAs/saCas9 AAV-DJ/8» — улучшенный переносчик аденоассоциированного вирусного вектора. Чтобы оценить успех генетического вмешательства, команда измерила РНК-уровень ВИЧ-1 с помощью биолюминисцентной визуализации.
Это — первый случай в истории человечества, когда ученые смогли затормозить воспроизведение ВИЧ-1 вируса и полностью его уничтожить в зараженных клетках животных. Кроме того, команда также доказала, что ВИЧ-1 можно успешно ликвидировать, а заражение вирусом можно предотвратить с помощью стратегии редактирования генома «CRISPR/Cas9».
«Следующий шаг — повторить эксперимент на приматах, более подходящей модели с целью далее продемонстрировать уничтожение ДНК ВИЧ-1 в латентно зараженных T-клетках и других очагах ВИЧ-1, включая клетки мозга. Наша конечная цель — клинические испытания на людях», — цитирует Medical News Today доктора Камеля Халили.
