Фото дня: новое оружие против ВИЧ?
На сегодня вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ) заражены более 33 миллионов человек в мире. Как известно, ВИЧ поражает клетки иммунной системы: Т-лимфоциты и макрофаги. Внутри этих клеток вирус размножается, приводя к их гибели. Процесс разрушения иммунной системы при ВИЧ-инфекции может продолжаться длительное время (до 20 лет), и без адекватной терапии у ВИЧ-инфицированного человека со временем развивается СПИД: он оказывается беззащитен перед множеством инфекций, которые неопасны или малоопасны для здоровых людей с нормальной иммунной системой.
В последние 15 лет разработаны и применяются лекарственные средства, позволяющие держать под контролем размножение ВИЧ и сохранять нормальный уровень иммунной защиты, не допуская перехода заболевания в фазу СПИДа. Подобное лечение (высокоактивная антиретровирусная терапия) спасительно для ВИЧ-инфицированного, однако имеет ряд серьезных недостатков: во-первых, оно должно быть беспрерывным и пожизненным, во-вторых, имеет побочные эффекты, в-третьих, ВИЧ изменчив и постоянно появляются штаммы, устойчивые к антиретровирусным препаратам. Кроме того, антиретровирусные препараты стоят недешево и поглощают значительные средства из бюджетов государств, благотворительных фондов и во многих случаях – самих пациентов.
Нуклеиновая кислота ВИЧ (ДНК, синтезированная на основе вирусной РНК) встраивается в ДНК клеток зараженного человека, и до настоящего времени методов «извлечения» ее оттуда не существует. Организм самостоятельно с этой задачей не справляется. Поэтому нет возможности раз и навсегда излечиться от ВИЧ-инфекции.
Недавно в авторитетном американском журнале PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)* было опубликовано исследование, открывающее новые перспективы в борьбе с ВИЧ. Группой ученых из университета Темпл была предложена методика высокоточного «вырезания» вирусной ДНК из хромосом человека. С этой целью используется комбинация фермента, режущего и сшивающего ДНК, (нуклеазыCas9) и так называемой направляющей РНК (GuideRNA). Направляющая РНК сконструирована так, что она безошибочно находит фрагмент вирусной ДНК в ДНК человека, ориентируясь на уникальные вирусные последовательности нуклеотидов. Нуклеаза, в свою очередь, вырезает найденный направляющей РНК вирусный фрагмент и сшивает свободные концы собственной ДНК человека. В эксперименте методика позволила in vitro «извлечь» вирусную ДНК из нескольких основных типов клеток, обычно поражаемых ВИЧ, в том числе макрофагов и Т-лимфоцитов.
Авторы исследования говорят, что аналогичные методы могут применяться для борьбы со многими другими вирусами, а также для предотвращения заражения ими клеток человека:в эксперименте клетки, вооруженные комбинациями нуклеазы и направляющей РНК, оказались устойчивы к заражению ВИЧ.
Разработка специалистов Темпльского университета может стать революцией в борьбе со СПИДом, однако на ее доработку необходимы еще два-три года. Кроме того, ученые подчеркивают, что в связи с высокой изменчивостью ВИЧ, лечение должно быть строго индивидуальным: направляющая РНК должна синтезироваться для каждого пациента индивидуально на основе уникальных вирусных последовательностей обнаруженного у него штамма ВИЧ.
*Hu W, Kaminski R, Yang F, Zhang Y, etal. RNA-directed gene editing specifically eradicates latent and prevents new HIV-1 infection // PNAS, 2014, 111(31): 11461-11466.
На фото: множество вирусных частиц ВИЧ (желтый цвет) на поверхности Т-лимфоцита (розовый цвет); электронная микроскопия
