По словам старшего исследователя нового исследования, Камела Халили, доктора философии, профессора Лауры Х. Карнелл и заведующего кафедрой нейробиологии, директора Центра нейровирологии и директора Комплексного центра нейроСПИД в Медицинской школе Льюиса Каца в Темпл. Университет (LKSOM): «Антиретровирусные препараты очень хороши в борьбе с ВИЧ-инфекцией.
Но пациенты, получающие антиретровирусную терапию, которые перестают принимать лекарства, страдают от быстрого восстановления репликации ВИЧ». Наличие множества копий ВИЧ ослабляет иммунную систему и в конечном итоге вызывает синдром приобретенного иммунодефицита или СПИД.Излечение ВИЧ / СПИДа, унесшего жизни более 25 миллионов человек с момента его открытия в 1980-х годах, является конечной целью исследований в области ВИЧ.
Но уничтожение вируса после того, как он интегрировался в CD4 + Т-клетки, клетки, в первую очередь инфицированные ВИЧ, оказалось трудным. Недавние попытки были сосредоточены на преднамеренной реактивации ВИЧ с целью стимулировать устойчивый иммунный ответ, способный уничтожить вирус из инфицированных клеток. Однако на сегодняшний день ни один из этих подходов «шокируй и убей» не увенчался успехом.
Доктор Халили и его коллеги решили попробовать другой подход, в частности, нацеленный на провирусную ДНК ВИЧ-1 (интегрированный вирусный геном) с использованием уникальной технологии редактирования генов. Их система включает в себя направляющую РНК, которая специфически определяет местонахождение ДНК ВИЧ-1 в геноме Т-клеток, и фермент нуклеазу, который разрезает цепи ДНК Т-клетки. После того, как нуклеаза отредактировала последовательность ДНК ВИЧ-1, свободные концы генома воссоединяются с помощью собственного механизма репарации ДНК клетки.В предыдущей работе команда доктора Халили продемонстрировала способность своей технологии вырезать ДНК ВИЧ-1 из линий клеток человека.
Однако в своем последнем исследовании они сосредоточились на латентно и продуктивно инфицированных CD4 + Т-клетках, чтобы показать не только то, что технология удаляет вирус из клеток, но и то, что его постоянное присутствие в клетках, уничтоженных ВИЧ-1, на самом деле защищает их от повторного заражения. Что еще более важно, они перенесли свою работу на эксперименты ex vivo, в которых Т-клетки пациентов, инфицированных ВИЧ, выращивали в клеточной культуре, показывая, что лечение системой редактирования генов может подавлять репликацию вируса и резко снижать вирусную нагрузку в клетках пациентов.В другом важном компоненте исследования команда доктора Халили рассмотрела вопросы о побочных эффектах и токсичности.
Используя подход, известный как сверхглубокое секвенирование всего генома, которое считается золотым стандартом для геномной оценки, исследователи проанализировали геномы ликвидированных ВИЧ-1 клеток на наличие мутаций в генах за пределами области, на которую нацелена направляющая РНК. Их анализ исключил нецелевые эффекты на гены, включая потенциальные побочные эффекты на экспрессию клеточных генов. Исследования жизнеспособности и пролиферации клеток показали, что клетки, уничтоженные ВИЧ-1, росли и функционировали нормально.
«Результаты важны на многих уровнях», — сказал д-р Халили. «Они демонстрируют эффективность нашей системы редактирования генов в устранении ВИЧ из ДНК CD4 Т-клеток и путем внесения мутаций в вирусный геном, навсегда инактивируя его репликацию. Кроме того, они показывают, что система может защитить клетки от повторного заражения и что технология безопасна для клеток, не оказывает токсического воздействия ».«Эти эксперименты ранее в таком объеме не проводились», — добавил он. «Но вопросы, которые они решают, имеют решающее значение, и результаты позволяют нам продвигаться вперед с этой технологией».