Редактирование генов стволовых клеток поможет излечить ВИЧ
Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) могут стать эффективной терапией против множества заболеваний, особенно в сочетении с современными методиками генной инженерии. В рамках нового исследования учёные доказали, что изменения генома ИПСК может стать единственным надёжным и безопасным методом лечения от ВИЧ.
Команда исследователей во главе с профессором Юэтом Каном (Yuet Kan) из Калифорнийского университета в Сан-Франциско доказала, что редактирование генома ИПСК приводит к появлению редкой природной мутации, позволяющей некоторым пациентам обретать устойчивость к ВИЧ.
Редактирование генома в работе Кана подразумевает "вырезание" какой-либо определённой части ДНК и замену этого участка другим. Этот метод гораздо более точный, чем любые другие традиционные формы генной инженерии, при которых последовательности ДНК добавляются в геном в случайных локациях.
Для "редактирования" генома стволовых клеток команда Кана использовала систему CRISPR-Cas9, которая считается наиболее эффективным методом редактирования генома. Он основан на работе бактериальной "иммунной системы". Эта система защищает микроорганизмы от вторжения вирусов, внедряя фрагменты их генетического кода в ДНК своей клетки. Учёные поясняют, что система CRISPR-Cas9 будто бы развешивает плакаты с портретами вирусов и надписью "особо опасен": так организм понимает, что и как ему нужно атаковать.
Данная работа является попыткой увеличить число людей, устойчивых к ВИЧ. На сегодняшний день около 1% европеоидов обладают "иммунитетом" к этому заболеванию, поскольку несут две копии мутаций в гене, экспрессирующем белок CCR5. Вирус иммунодефицита человека сначала должен прикрепиться к этому белку, прежде чем он атакует белые кровяные тельца и разрушит иммунитет, а мутации в гене не позволяют вирусу этого сделать.
Науке уже известны случаи излечения от заболевания после пересадки костного мозга естественного носителя мутаций в гене CCR5. Кан хочет достичь того же результата без необходимости поиска живых подходящих доноров костного мозга, которых, конечно же, крайне мало.
Использование ИПСК с отредактированным геномом является наиболее простым и бюджетным способом решения проблемы. Собственные клетки пациента возвращаются к эмбриональному состоянию, затем в ген CCR5 добавляются мутации, после чего полученную культуру пересаживают обратно больному, где она становится, к примеру, частью костного мозга.
Испытания показали, что белые кровяные тельца после пересадки стволовых клеток с мутациями в CCR5, оказывались полностью устойчивыми к ВИЧ. Но впечатляющие результаты экспериментов, впрочем, не означают, что методика будет внедрена в широкую клиническую практику уже завтра, предупреждают исследователи.
Кан ещё не успел вырастить ИПСК в определённый тип белых клеток крови CD4+ T-клетки, которые в первую очередь разрушаются ВИЧ. Вместо этого он планирует "запрограммировать" ИПСК на преобразование в кроветворные стволовые клетки, которые при пересадке в организм формировали бы все типы клеток, обнаруженных в крови.
"Одна из наиболее больших проблем технологии — это преобразование ИПСК в трансплантируемый тип клеток. Мы также должны быть уверены, что клетки, которые были подвергнуты обширной генетической манипуляции, безопасны для пациента", — поясняет Кан.
Результаты исследования Кана и его коллег изложены в статье журнала PNAS.
Также по теме:
Метод генетического редактирования поборол ВИЧ в первом клиническом испытании
Ферменты помогли генетикам изменить ДНК
Редактирование ДНК впервые помогло излечить болезнь печени
Технология редактирования генов выходит из лаборатории в промышленность
Сезонные инъекции защитили обезьян от заражения аналогом ВИЧ
