Исследование, опубликованное 2 июля в журнале Nature Communications, знаменует собой важный шаг на пути к разработке возможного (радикального — М.А.) лекарства от ВИЧ-инфекции у человека.
«Наше исследование показывает, что лечение, направленное на подавление репликации ВИЧ, и терапия с редактированием генов при их последовательном назначении, могут вывести ВИЧ из клеток и органов инфицированных животных», — сказал ведущий исследователь д-р Камель Халили.
Kamel Khalili, PhD, Laura H. Carnell Professor and Chair of the Department of Neuroscience, Director of the Center for Neurovirology, and Director of the Comprehensive NeuroAIDS Center at the Lewis Katz School of Medicine at Temple University Credit: Lewis Katz School of Medicine at Temple University
Участниками нового исследования были д-р Халили а также Говард Гендельман, доктор медицины, Маргарет Р. Ларсон, профессор инфекционных заболеваний и внутренних болезней, заведующая кафедрой фармакологии и экспериментальной неврологии и директор Центра нейродегенеративных заболеваний при Медицинском центре Университета Небраски.
Современное лечение ВИЧ направлено на использование антиретровирусной терапии (АРТ). АРТ подавляет репликацию ВИЧ, но не способно полностью вывести вирус из организма. Таким образом, АРТ не является радикальным лекарством от ВИЧ и требует пожизненного применения. Если по какой-то причиние АРТ будет остановлена, активность ВИЧ восстановится, способствуя развитию СПИДа. Восстановление активности ВИЧ напрямую связано со способностью вируса интегрировать свою последовательность ДНК в геномы клеток иммунной системы, где он находится в состоянии покоя и недоступен антиретровирусным препаратам.
В предыдущей работе команда доктора Халили использовала технологию CRISPR-Cas9 для разработки новой системы редактирования генов и доставки генной терапии, направленной на удаление ДНК ВИЧ из геномов, содержащих вирус. На крысах и мышах они показали, что система редактирования генов может эффективно вырезать большие фрагменты ДНК ВИЧ из инфицированных клеток, значительно влияя на экспрессию вирусных генов. Однако, как и в случае с АРТ, редактирование генов само по себе не может полностью устранить ВИЧ.
Для нового исследования доктор Халили и его коллеги объединили свою систему редактирования генов с недавно разработанной терапевтической стратегией, известной как длительно действующее медленное высвобождение (long-acting slow-effective release ART, LASER ART). LASER ART было разработано совместно доктором Гендельманом и Бенсоном Эдагвой, д. м. н., доцентом кафедры фармакологии в Медицинском центре Университета Небраски.
LASER ART предназначается для подавления вирусных резервуаров и поддерживает репликацию ВИЧ на низком уровне в течение длительных периодов времени. Длительно действующие лекарства стали возможными благодаря фармакологическим изменениям в химической структуре антиретровирусных препаратов. Модифицированный препарат был упакован в нанокристаллы, которые легко распределяются по тканям, где ВИЧ, вероятно, находится в состоянии покоя. Оттуда нанокристаллы, которые хранятся в клетках неделями, медленно высвобождают активное лекарство.
По словам доктора Халили, «мы хотели посмотреть, сможет ли LASER ART подавлять репликацию ВИЧ достаточно долго, чтобы CRISPR-Cas9 полностью избавил клетки от вирусной ДНК».
Чтобы проверить свою идею, исследователи использовали генно модифицированных мышей и способных к производству человеческих Т-клеток, восприимчивых к ВИЧ-инфекции. Как только у мышнй была установлена ВИЧ-инфекция, их лечили вначале LASER ART, а затем CRISPR-Cas9. В конце периода лечения мышей обследовали на вирусную нагрузку. Анализы выявили полную элиминацию ДНК ВИЧ примерно у трети ВИЧ-инфицированных мышей.
«Большой смысл этой работы заключается в том, что для получения лекарства от ВИЧ-инфекции требуется CRISPR-Cas9 и подавление вирусов с помощью такого метода, как LASER ART, который применяется совместно. Теперь у нас есть четкий путь, чтобы перейти к испытаниям на приматах, отличных от человека, и, возможно, к клиническим испытаниям на людях в течение года». , сказал доктор Халили.
Sequential LASER ART and CRISPR Treatments Eliminate HIV-1 in a Subset of Infected Humanized Mice, Nature Communications (2019). http://dx.doi.org/10.1038/s41467-019-10366-y
35
