Против вируса иммунодефицита американские ученые применили технологию генетического редактирования — CRISPR/Cas9. Авторы исследования утверждают, что создали «простой и дешевый» способ борьбы с болезнью. Однако российские коллеги настроены скептически.
Это вообще законно?
В большинстве случаев ВИЧ проникает в клетку, взаимодействуя с корецептором CCR5 — белком, встроенным в клеточную мембрану. Все немногочисленные случаи излечения от вируса связаны с пересадкой костного мозга или стволовых клеток, полученных от доноров, у которых в гене рецептора есть особая мутация — CCR5-Δ32. Она делает носителя невосприимчивым к ВИЧ. Однако такая терапия подходит далеко не всем и чревата серьезными побочными эффектами. Так, пересадку костного мозга пережили не все больные СПИДом.
Ученые ищут более безопасные способы повлиять на ключевой белок. Особые надежды связаны с технологией «генетических ножниц» CRISPR/Cas9. Ее создатели — француженка Эммануэль Шарпантье и американка Дженнифер Дудна — получили Нобелевскую премию.
Правда, не совсем понятно, как применять этот инструмент против СПИДа. Нормы закона и этики запрещают редактировать геном зародышей человека. Однако в 2018-м китайский ученый Хэ Цзянькуй допустил рождение двух девочек-близнецов, чьи эмбрионы тайно подверг генетическому редактированию — исследователь модифицировал CCR5 для защиты от ВИЧ. За это биолога осудили на три года тюрьмы.
Теперь команда исследователей из США нашла новый — легальный и, как утверждается, безопасный — способ изменить нужный корецептор с помощью технологии CRISPR/Cas9.
Двойной удар
Ранее Камел Халили (Университет Темпла) и Ховард Гендельман (Университет Небраски) вместе с коллегами разработали так называемую антиретровирусную терапию длительного действия с медленным высвобождением лекарственных препаратов (LASER-ART), испытав ее на гуманизированных мышах.
Отличие этой методики от обычной антиретровирусной терапии (АРВТ), широко применяемой в сдерживании ВИЧ заключается в том, что она долгое время удерживает репликацию вируса на низком уровне. Это позволяет уменьшить частоту приема лекарства. Затем ученые объединили терапию LASER-ART с технологией CRISPR/Cas9, направленной на удаление из организма лабораторных животных уже встроенного в клетку генома вируса.
В новом эксперименте исследователи улучшили метод, добавив инактивацию гена CCR5 — также с помощью технологии CRISPR/Cas9. Для доставки компонентов системы редактирования использовали аденоассоциированный вирус, который легко проникает в человеческий организм, не нанося ему вреда, и в нужном месте встраивается в геном.В результате LASER-ART в сочетании с «отключением» клеточного рецептора и удалением из клетки вирусного генома привели к полному излечению от ВИЧ — правда, не всех инфицированных животных, а всего 58 процентов. На следующем этапе авторы работы планируют протестировать разработку на приматах.
За ценой не постоим?
Метод перспективен, но у него есть слабые стороны, отмечает главный врач лаборатории «Гемотест» Максим Маскин.
«Во-первых, 58 процентов — не такой большой процент, хотя это первые опыты, и результаты последующих могут быть иными. Во-вторых, пока нет данных о невосприимчивости к вирусу у мышей, победивших ВИЧ на этапе эксперимента, — говорит он. — В-третьих, неизвестна степень токсичности такой терапии: судить о побочных эффектах для человека можно только на этапе клинических испытаний, а до них еще далеко».
Доктор химических наук, заведующий отделом НИИ физико-химической биологии имени Белозерского МГУ, грантополучатель РНФ Марина Готтих считает: хотя работа Халили, Гендельмана и коллег представляет интерес, вылечить ВИЧ с помощью их метода пока не удастся. Сами авторы исследования признают, что проблема с доставкой препарата в резервуары ВИЧ — клетки мозга и лимфоидные ткани, где патоген может «спать» долгое время — пока не решена, а значит, нельзя исключить рецидив заражения. «Сейчас у нас нет систем доставки компонентов CRISPR/Cas9 в мозг, и это большая проблема», — поясняет российский ученый.
По словам Халили, в случае успеха их разработки медицина получит «простой и относительно недорогой» способ борьбы с ВИЧ. Однако, по мнению Готтих, цена подобного средства, напротив, может быть чрезмерно высокой. В пример она приводит препарат для лечения спинальной мышечной атрофии «Золгенсма», который также доставляется аденоассоциированным вирусом. Один укол стоит больше 150 миллионов рублей.»Но это достаточно редкое заболевание, с ним в России рождается около двухсот детей в год, — уточняет ученый. — Понятно, что никакого бюджета никакой страны не хватит, чтобы вылечить всех ВИЧ-инфицированных с помощью подобного подхода».Новую работу американских исследователей Готтих характеризует как полезную «гимнастику научного ума». «Чем больше новых методов мы создаем, — отмечает она, — тем скорее это может нас так или иначе приблизить к цели».
Российские разработки
По мнению Готтих, есть более перспективные подходы. «Лично я больше верю — во всяком случае, пока — в низкомолекулярные ингибиторы ВИЧ-инфекции», — говорит ученый. Такие соединения нарушают взаимодействие вирусных белков с белками клетки и тем самым мешают инфекции размножаться.
«Этот метод активно развивается по одной простой причине. Вирусные ферменты, на подавление которых нацелена существующая АРВТ, очень быстро видоизменяются, мутируют, становятся нечувствительными к действию ингибиторов, поэтому приходится постоянно менять набор лекарств, — объясняет Готтих. — А к веществам, которые будут препятствовать взаимодействию вирусного и клеточного белков, не должна вырабатываться резистентность. Во всяком случае, быстро».
Так, уже применяемое в клинической практике лекарство от ВИЧ «Маравирок» не позволяет вирусному белку gp120 взаимодействовать с рецептором CCR5 на поверхности клетки.
Третью стадию клинических испытаний проходит препарат «Ленакапавир», который препятствует встраиванию генома патогена в геном инфицированной клетки. Специалисты полагают, что этот медикамент можно будет применять раз в три-шесть месяцев (сейчас пациенты принимают таблетки и получают инъекции значительно чаще). При этом лекарственное средство должно не только подавлять развитие инфекции, но и предотвращать заражение.
Группа ученых МГУ под руководством Готтих разрабатывает собственный уникальный препарат. ДНК-копия геномной РНК вируса иммунодефицита человека встраивается в клетку с помощью фермента под названием интеграза. У нее есть так называемые клеточные партнеры — белки, с которыми она взаимодействует. Один из них — Ku70 — необходим для восстановления повреждений в клеточном геноме, возникающих при встраивании ДНК вируса. Без этой «починки» инфицированная клетка погибает вместе с инфекцией. Блокируя взаимодействие интегразы с «ремонтным» белком Ku70, ученые не позволяют ВИЧ размножаться.
Обсуждение