Биологи научились очищать клетки от герпесвирусов

Cистема генетической модификации CRISPR/Cas9 помогла очистить зараженные клетки от герпесвирусов. Отчет о работе публикует журнал PLoS Pathogen.
К обширной группе герпесвирусов относятся не только вызывающие оральный и генитальный герпес HSV-1 и HSV-2, но и возбудители многих других заболеваний: вирусы ветряной оспы, Эпштейна – Барр и другие. Их отличает способность к долгому скрытому, латентному сохранению в клетках хозяина, с отдельными вспышками «острой» фазы, в течение которой вирус размножается и распространяется на новые клетки. Такая стратегия обеспечила герпесвирусам чрезвычайное распространение – считается, что их носителями является практически все население Земли.
Существуют довольно эффективные средства, купирующие жизнедеятельность герпесвирусов в острой фазе размножения. Но целевых препаратов, способных «изгнать» скрытый в организме вирус, нет: для этого требуется удалить его ДНК, находящуюся в клетках хозяина, и не участвующую в экспрессии белков (производится только специальная РНК «спящего режима»). Такую возможность дают новые технологии генетической модификации на основе бактериальной системы CRISPR/Cas9. Впервые опробовать этот метод на герпесвирусах удалось сотрудникам Роберта Яна Леббинка (Robert Jan Lebbink) из Университетского медицинского центра в Утрехте.
В качестве целей авторы выбрали герпесвирусы типа 1(вирус простого герпеса, HSV-1), типа 4 (вирус Эпштейна – Барр, EBV) и типа 5 (цитомегаловирус человека, HCMV). Для определенных участков их ДНК были созданы направляющие молекулы РНК, благодаря которым нуклеазы Cas9 способны распознавать их в клетках хозяина и разрезать.
Эксперименты, поставленные на культурах человеческих клеток линии Vero, а также на животных, показали, что даже разрез в одном участке вирусной ДНК снижает число зараженных клеток примерно вдвое, а два разреза приводят к почти полному удалению вирусов. Так, для EBV это снижение составило 40-60 процентов и 95 процентов, соответственно. Вирус HCMV успешно инактивировался уже с одним «надрезом», но HSV-1 оказался более устойчив и потребовал атаки с помощью двух направляющих РНК.
Авторы опробовали различные варианты направляющих РНК, показав, что молекулы, которые связываются с разными генами или просто с разными участками одного и того же гена могут иметь неодинаковую эффективность. В частности, в экспериментах на HCMV было показано, что атака на крайне важные для размножения вируса гены создает мощное давление отбора и ведет к появлению мутантных форм с измененной последовательностью ДНК в месте связывания направляющей РНК. Поэтому применение такой процедуры редактирования потребует особых мер и методик, как при назначении антибиотиков.
«Наша работа показывает, что с помощью системы CRISPR/Cas9 можно эффективно воздействовать на геномы герпесвирусов в части профилактики и лечения, для подавления репликации вирусов и удаления латентной инфекции», – заключают авторы. В связи с этим стоит вспомнить и о других перспективах использования CRISPR/Cas9 в медицине, включая очистку от ВИЧ зараженных клеток и грызунов in vivo, а также лечение одной из форм наследственной дистрофии сетчатки.

Роман Фишман

Уточнение: В исходной версии статьи ошибочно утверждалось, что герпесвирусы в латентной фазе не просто пассивно находятся в клетках, но и интегрируются в клеточный геном. В действительности такое поведение характерно для ретровирусов, в т.ч. ВИЧ, но не для герпесвирусов. Редакция приносит извинения своим читателям.