Команда из Тель-Авивского университета разработала метод лечения ВИЧ, который предполагает генетическую модификацию иммунных клеток непосредственно в организме пациента, чтобы они вырабатывали нужные антитела. Этот инновационный подход, основанный на инструменте CRISPR-Cas9, может вылечить ВИЧ-инфицированных людей с помощью одной инъекции.
Сегодня ВИЧ-инфекция относительно хорошо поддается лечению. Антиретровирусные препараты, предлагаемые пациентам, в значительной степени снижают размножение вируса и позволяют их иммунной системе продолжать выполнять свои функции. Однако такой подход не позволяет полностью уничтожить вирус, который остается латентным в организме. Это означает, что лечение необходимо принимать пожизненно, что связано с такими побочными эффектами, как повышенный сердечно-сосудистый риск, нарушение функции почек и печени, а также остеопороз.
Кроме того, некоторые антиретровирусные препараты являются источником вредных лекарственных взаимодействий (например, с некоторыми антибиотиками или контрацептивами). Поэтому исследователи активно работают над разработкой лечения, которое позволило бы пациентам навсегда излечиться, чтобы они могли вернуться к абсолютно нормальной жизни. Лаборатория доктора Барзеля в Тель-Авивском университете, возможно, находится на этом пути: он и его команда разработали метод лечения с использованием генетически модифицированных В-лимфоцитов in vivo.
В-клетки — это тип циркулирующих белых кровяных клеток, которые вырабатывают антитела, способные специфически обнаруживать и нейтрализовать патогены. Они образуются в костном мозге, а затем перемещаются по кровеносной и лимфатической системе, где достигают всех частей тела.
Несколько исследований уже показали, что пересадка В-клеток, модифицированных ex vivo для выделения широко нейтрализующих антител, может быть очень эффективна против некоторых заболеваний, включая ВИЧ-инфекцию. Команда Барзеля уже успешно протестировала этот метод. Однако, как отмечают исследователи в своем , для клинического применения этого подхода потребуются специализированные медицинские центры, технически сложные протоколы и, прежде всего, идеальная совместимость клеток донора и реципиента.
Поэтому Барзелю и его коллегам пришла в голову идея модифицировать В-клетки in vivo, непосредственно в организме пациента. Их подход основан на инструменте редактирования генов CRISPR-Cas9, и исследователи использовали два полученных из вирусов вектора — один кодирует Staphylococcus aureus Cas9 (saCas9), а другой — анти-ВИЧ нейтрализующее антитело 3BNC117. Эти векторы были модифицированы таким образом, что они безвредны для организма, но способны вводить ген, кодирующий анти-ВИЧ антитело, в В-клетки.
Лечение было протестировано на мышах: у всех тех, кому внутривенно вводили соединение, в крови наблюдался высокий уровень нужного антитела. Команда сообщает о титрах нейтрализации до 6,8 мкг/мл.
Лечение, которое может быть применено к другим инфекционным заболеваниям
«Мы смогли точно ввести антитела в нужный участок генома В-клетки«, — говорит д-р Барзель в своем заявлении. Как упоминалось выше, редактирование генов проводилось с помощью системы CRISPR-Cas9, которая позволяет разрезать ДНК в очень точной точке генома в любой клетке.
Cas9, происходящий из золотистого стафилококка, — это бактериальный белок с противовирусными свойствами, способный разрезать ДНК вируса на определенные последовательности для их нейтрализации. Технология CRISPR-Cas9, разработанная Эммануэлем Шарпантье и Дженнифер Дудна, сегодня широко используется для деактивации нежелательных генов или, наоборот, для восстановления или вставки генов.
Здесь исследователи использовали способность CRISPR-Cas9 направлять введение генов в нужные места, а также способность вирусных векторов доставлять соответствующие гены в клетки-мишени. Это позволило им генетически модифицировать В-клетки in vivo. Команда также сообщает о «минимальном внецелевом расщеплении» ДНК клеток. Когда модифицированные В-клетки сталкиваются с вирусом, они стимулируются и делятся таким образом, чтобы лучше бороться с ним. «Кроме того, если вирус изменится, В-клетки также изменятся соответствующим образом, чтобы бороться с ним. Таким образом, мы создали первый препарат, который может эволюционировать в организме«, — добавляет д-р Барзель.
Поэтому инжиниринг В-клеток in vivo для экспрессии терапевтических антител представляется безопасным, мощным и масштабируемым методом. Его можно применять не только при инфекционных заболеваниях, но и при лечении неинфекционных состояний, таких как рак и аутоиммунные заболевания. Это инновационное лечение, способное уничтожить вирус с помощью одной инъекции, может значительно улучшить качество жизни людей, инфицированных ВИЧ. Исследователи надеются разработать лекарство от СПИДа в ближайшие годы.