Исследователи из Ragon Institute (MGH), MIT и Гарварда использовали технологию редактирования генома CRISPR/Cas9, чтобы определить цели для лечения ВИЧ - инфекции. В журнале Nature Genetics опубликовано исследование, в ходе которого ученые обнаружили пять генов, из них два впервые, которые можно использовать для терапии, а возможно, и для профилактики ВИЧ-инфекции.

CRISPR/Cas9 — это новая технология редактирования геномов высших организмов, базирующаяся на иммунной системе бактерий. В основе этой системы — особые участки бактериальной ДНК, короткие палиндромные кластерные повторы, или CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). Между идентичными повторами располагаются отличающиеся друг от друга фрагменты ДНК — спейсеры, многие из которых соответствуют участкам геномов вирусов, паразитирующих на данной бактерии. При попадании вируса в бактериальную клетку он обнаруживается с помощью специализированных Cas-белков (CRISPR-associated sequence — последовательность, ассоциированная с CRISPR), связанных с CRISPR РНК. Если фрагмент вируса «записан» в спейсере CRISPR РНК, Cas-белки разрезают вирусную ДНК и уничтожают ее, защищая клетку от инфекции. В начале 2013 года несколько групп ученых показали, что системы CRISPR/Cas могут работать не только в клетках бактерий, но и в клетках высших организмов, а значит, CRISPR/Cas-системы дают возможность исправлять неправильные последовательности генов и таким образом лечить наследственные заболевания человека. postnauka.ru.

Bruce Walker (Ragon Institute) так объяснил смысл исследования: «Наша цель состояла в том, чтобы идентифицировать гены человека, которые абсолютно необходимы для репликации ВИЧ, но могут быть устранены без ущерба для пациента-человека».
Усилия были сосредоточены не на всех клетках-мишенях ВИЧ, а только на ключевом звене — Т-лимфоцитах. Предыдущие исследования выявили до 800 потенциальных целей, но почти все они были или ложными, в силу использования технологии RNAi, которая подавляет, но не блокирует экспрессию гена, или же участки имели важное значение для функционирования клеток человека.

Использование CRISPR/Cas9 технологии позволило однозначно идентифицировать пять генов, инактивация которых защитит клетку от ВИЧ, но при этом не заденет что-то «полезное». В дополнение к CD4 и CCR5 белкам, были установлены два гена TPST2 и SLC35B2, которые определяют структуру CCR5 в том диапазоне, который критичен для проникновения ВИЧ в клетку. Третьим геном оказался кодирующий белок ALCAM, играющий роль в адгезии ВИЧ на мембране клетки-мишени и передаче ВИЧ от клетки к клетке, то есть речь о том механизме, который является крайне важным, как мы это уже понимаем сегодня. Потеря клеткой белка ALCAM продемонстрировала поразительный потенциал для защиты от ВИЧ.

Кроме того, проведенная работа наглядно показала, что, используя технологию CRISPR/Cas9, можно крайне эффективно находить потенциальные мишени не только к гипотетически возможной в будущем генетической терапии, но и мишени для иных молекул, подобных тем, что мы используем сегодня как классические лекарственные препараты.

• CRISPR screening identifies potential HIV treatment targets, пресс-релиз, 19 декабря 2016. massgeneral.org.