Herpes Simplex Virus, широко известный как вирус простого герпеса, является коварным микробом.
Он попадает в организм через слизистые оболочки – рот, нос и гениталии, – но быстро прячется на всю жизнь внутри нервных клеток.
После первоначального заражения вирус спит, но временами просыпается и вызывает язвы или гнойные пузыри. У немногих людей его проявления хуже – включая слепоту и воспаление мозга.
Противовирусные препараты могут предотвратить его вспышки, но они мало эффективны, поэтому в течение десятилетий учёные искали решение, которое бы уничтожило вирус.
Теперь, используя человеческие фибробласты, инфицированные Herpes Simplex Virus (HSV), исследователи из Гарвардской Медицинской Школы успешно использовали CRISPR-Cas9 в целях разрушения не только активных вирусов, но и спящих пулов вируса, показав возможную стратегию полного вирусного контроля.
«Это захватывающий первый шаг в полном уничтожении вируса, – но у нас ещё много работы», – сказал главный учёный проекта Дэвид Найп, профессор микробиологии и молекулярной генетики в Институте Блаватника в Гарвардской Медицинской Школе.
Примечательно, что их работа представляет собой первый успешный случай разрушения латентных вирусных резервуаров при помощи генной инженерии. Скрытые резервуары общеизвестно невосприимчивы к противовирусным препаратам и оказались не менее проблемными в генной инженерии.
Эксперименты также выявили механизмы, позволяющие активно реплицирующимуся вирусу становится уязвимым для генной инженерии. Эти самые механизмы могут также объяснить, почему латентные формы вируса устойчивы к этой технике.
В частности, эксперименты показывают, что ДНК активно реплицирующегося вируса более подвержена влиянию энзима Cas9 – молекулярных ножниц в системе генной инженерии CRISPR-Cas9. Ибо активно реплицирующиеся вирусы имеют меньше защитных гистонов, которые обёртывают их ДНК, чтобы защитить её.
«Отсутствие защитных гистонов делает ДНК более открытой и лёгкой в разрезании, поэтому мы, по сути, нашли ахиллесову пяту HSV», – сказал Найп.
Новые результаты предлагают использование локальной генной терапии способом, нарушающим активную репликацию в специфических местах. Но, предупреждает Найп, главную проблему по доставке генной терапии в нейроны – в которых вирус скрывается и входит в состояние покоя, – ещё нужно решить.
По информации ВОЗ, более двух третей населения мира заражено вирусом. Хотя большинство инфекций протекает бессимптомно, у немногих людей HSV может нанести серьёзный ущерб. Вирус может заразить глаза, болезнь, известная как герпетический кератит, и привести к слепоте. У кого ослаблена иммунная система HSV может вызывать воспаление мозга. У новорождённых вирус может вызывать диссеминированное системное заболевание и воспаление головного мозга и привести к летальному исходу у четверти инфицированных детей.
Таким образом, одно из ранних терапевтических применений этой техники может включать локальную генную терапию эпителиальных клеток в полости рта, глаз или половых органов у людей с установленной инфекцией HSV, как способ предотвратить вирусные вспышки в уязвимых местах, сказал Найп.
«Если вы хотите предотвратить, например, инфекции роговицы, вы можете использовать CRISPR-Cas9 в клетках роговицы, чтобы предупредить новые вспышки инфекции или не допустить повторную активацию вируса, или уменьшить его реактивацию», – сказал Найп. «Люди с рецидивирующим герпетическим кератитом роговицы через некоторое время слепнут из-за реактивации и вызванного ею воспаления, которое вызывает помутнение роговицы».
Преимущество локальной генной терапии в том, что она уменьшает возможные нецелевые эффекты.
«Нам ещё нужно пройти немалый путь в обеспечении высокой специфичности и безопасности новых инструментов генной инженерии, чтобы локальные генные терапии могли стать более безопасным первым шагом», – сказал Найп.
Herpes Simplex Virus, широко известный как вирус простого герпеса, является коварным микробом.
Он попадает в организм через слизистые оболочки – рот, нос и гениталии, – но быстро прячется на всю жизнь внутри нервных клеток.
После первоначального заражения вирус спит, но временами просыпается и вызывает язвы или гнойные пузыри. У немногих людей его проявления хуже – включая слепоту и воспаление мозга.
Противовирусные препараты могут предотвратить его вспышки, но они мало эффективны, поэтому в течение десятилетий учёные искали решение, которое бы уничтожило вирус.
Теперь, используя человеческие фибробласты, инфицированные Herpes Simplex Virus (HSV), исследователи из Гарвардской Медицинской Школы успешно использовали CRISPR-Cas9 в целях разрушения не только активных вирусов, но и спящих пулов вируса, показав возможную стратегию полного вирусного контроля.
«Это захватывающий первый шаг в полном уничтожении вируса, – но у нас ещё много работы», – сказал главный учёный проекта Дэвид Найп, профессор микробиологии и молекулярной генетики в Институте Блаватника в Гарвардской Медицинской Школе.
Примечательно, что их работа представляет собой первый успешный случай разрушения латентных вирусных резервуаров при помощи генной инженерии. Скрытые резервуары общеизвестно невосприимчивы к противовирусным препаратам и оказались не менее проблемными в генной инженерии.
Эксперименты также выявили механизмы, позволяющие активно реплицирующимуся вирусу становится уязвимым для генной инженерии. Эти самые механизмы могут также объяснить, почему латентные формы вируса устойчивы к этой технике.
В частности, эксперименты показывают, что ДНК активно реплицирующегося вируса более подвержена влиянию энзима Cas9 – молекулярных ножниц в системе генной инженерии CRISPR-Cas9. Ибо активно реплицирующиеся вирусы имеют меньше защитных гистонов, которые обёртывают их ДНК, чтобы защитить её.
«Отсутствие защитных гистонов делает ДНК более открытой и лёгкой в разрезании, поэтому мы, по сути, нашли ахиллесову пяту HSV», – сказал Найп.
Новые результаты предлагают использование локальной генной терапии способом, нарушающим активную репликацию в специфических местах. Но, предупреждает Найп, главную проблему по доставке генной терапии в нейроны – в которых вирус скрывается и входит в состояние покоя, – ещё нужно решить.
По информации ВОЗ, более двух третей населения мира заражено вирусом. Хотя большинство инфекций протекает бессимптомно, у немногих людей HSV может нанести серьёзный ущерб. Вирус может заразить глаза, болезнь, известная как герпетический кератит, и привести к слепоте. У кого ослаблена иммунная система HSV может вызывать воспаление мозга. У новорождённых вирус может вызывать диссеминированное системное заболевание и воспаление головного мозга и привести к летальному исходу у четверти инфицированных детей.
Таким образом, одно из ранних терапевтических применений этой техники может включать локальную генную терапию эпителиальных клеток в полости рта, глаз или половых органов у людей с установленной инфекцией HSV, как способ предотвратить вирусные вспышки в уязвимых местах, сказал Найп.
«Если вы хотите предотвратить, например, инфекции роговицы, вы можете использовать CRISPR-Cas9 в клетках роговицы, чтобы предупредить новые вспышки инфекции или не допустить повторную активацию вируса, или уменьшить его реактивацию», – сказал Найп. «Люди с рецидивирующим герпетическим кератитом роговицы через некоторое время слепнут из-за реактивации и вызванного ею воспаления, которое вызывает помутнение роговицы».
Преимущество локальной генной терапии в том, что она уменьшает возможные нецелевые эффекты.
«Нам ещё нужно пройти немалый путь в обеспечении высокой специфичности и безопасности новых инструментов генной инженерии, чтобы локальные генные терапии могли стать более безопасным первым шагом», – сказал Найп.
