Организм мышей очищен от ВИЧ с помощью антиретровирусной терапии и CRISPR-Cas

В настоящее время основной метод лечения ВИЧ — антиретровирусная терапия (АРТ), которая подавляет репликацию вируса. Но при этом он сохраняется в тканях в латентном состоянии, поэтому терапия назначается пожизненно. Латентное состояние ВИЧ напрямую связано с его способностью интегрировать свою ДНК в геномы клеток иммунной системы, где он недоступен для воздействия антиретровирусных препаратов. Чтобы полностью избавить человека от ВИЧ, необходимо очистить геномы клеток от копий вирусного генома.

Ученые из Медицинской школы Льюиса Каца в Университете Темпл (LKSOM) и Университета Питтсбурга удалили вирус из клеток животных с помощью технологии редактирования генов CRISPR/Cas9. В предыдущих исследовании они уже опробовали эту технологию, а в новом объединили удаление вирусных копий с помощью CRISPR-Cas9 со специально разработанной антиретровирусной терапией LASER ART (long-acting slow-effective release ART; антивирусные препараты медленного действия можно вводить реже, чем обычные). Целью эксперимента было проверить, сможет ли LASER ART подавлять репликацию вируса достаточно долго, чтобы CRISPR-Cas9 успела найти и удалить все копии вирусного генома.

Сначала исследователи подтвердили ранее полученные данные, удалив копии ВИЧ-1 из геномов трансгенных мышей и снизив экспрессию РНК вирусных генов на 60-95%. Затем они протестировали свою систему на мышах с острой инфекцией EcoHIV (мышиный эквивалент ВИЧ-1).

«Во время острой инфекции ВИЧ активно размножается, — пояснил доктор Камель Халили, один из ведущих авторов. — На мышах с EcoHIV мы смогли исследовать способность стратегии CRISPR/Cas9 блокировать репликацию вируса и потенциально предотвращать системную инфекцию». Эффективность удаления вируса из организмов мышей EcoHIV достигла 96%, таким образом, впервые получены доказательства ликвидации ВИЧ-1 с помощью системы CRISPR/Cas9. 

Третья модель — гуманизированные мыши, которым трансплантировали иммунные клетки человека, включая Т-клетки, и затем инфицировали ВИЧ-1. У таких животных ВИЧ скрывается в геномах Т-клеток, и от него трудно избавиться, как и в случае инфицированных людей. После однократной обработки CRISPR/Cas9 вирусные фрагменты были вырезаны из инфицированных клеток человека, внедренных в ткани и органы мыши.

У трети мышей удалось достичь полной элиминации вируса. Вирус, в частности, не был детектирован в крови животных, костном мозгу, лимфоидных тканях, тканях мозга . Детекцию проводили с помощью капельно-цифровой ПЦР, гнездовой ПЦР, а также методом РНК-анализа in situ RNAscope. «С его помощью можно наблюдать репликацию ВИЧ-1 в режиме реального времени и, по сути, видеть резервуары ВИЧ-1 в латентно инфицированных клетках и тканях», — говорит доктор Халили. Перенос человеческих лимфоцитов от мышей, прошедших лечение, здоровым мышам не вызвал развития инфекции. В то же время ни CRISPR/Cas9, ни LASER ART, примененные по отдельности, не привели к удалению вируса.

Во всех трех моделях для доставки CRISPR-Cas9 исследователи использовали рекомбинантные аденоассоциированные вирусные (rAAV) векторы на основе подтипа AAV-DJ/8.

Новое исследование — еще один важный шаг вперед в поисках лекарства от ВИЧ-инфекции. В дальнейшем авторы работы планируют опыты на приматах, у которых также собираются продемонстрировать элиминацию вируса во всех тканях, включая клетки мозга, а в случае успеха — клинические испытания на людях.