ВИЧ может формировать устойчивость к системе редактирования CRISPR/Cas9

Метод генетического редактирования CRISPR/Cas9 после небольшой доработки можно использовать в качестве эффективного противовирусного средства, сообщается в исследовании, результаты которого опубликованы в журнале Cell Reports.

Ученые планируют использовать систему CRISPR/Cas9 для внесения мутаций в вирус иммунодефицита (ВИЧ) в клетке-хозяине с целью его уничтожения. Однако выяснилось, что одни мутации могут ингибировать репликацию вируса, а другие – приводить к неожиданной устойчивости. Исследователи полагают, что для эффективности потенциального антиретровирусного применения системы редактирования CRISPR/Cas9 может быть необходимо воздействие на несколько разных участков вирусной ДНК.

После попадания ВИЧ в клетку его РНК-геном переписывается в ДНК и встраивается в геном клетки-хозяина. С этого момента можно использовать систему CRISPR/Cas9 для воздействия на последовательность ДНК вируса и ее расщепления. Проблема заключается в том, что вирус ВИЧ печально известен хорошей выживаемостью и созданием новых мутаций, поэтому, в то время как многие вирусы погибают в результате таргетного подхода, избежавшие воздействия CRISPR/Cas9 вирусы становятся менее уязвимыми.

«Когда мы секвенировали РНК «выжившего» вируса, оказалось, что большинство мутаций располагается в сайтах рестрикции (разрезания) ДНК ферментом Cas9, что указывает на происхождение мутаций не в результате ошибок обратной транскриптазы вируса, а с участием клеточного механизма, объединяющего негомологичные концы при репарации ДНК», – говорит главный автор исследования Чен Лян (Chen Liang), старший исследователь Института Леди Дэвис (Lady Davis Institute) при Еврейской многопрофильной больнице (Jewish General Hospital), доцент медицины Центра СПИД Университета МакГилла (McGill University AIDS Centre) (Канада).

«Некоторые мутации крошечные, однонуклеотидные, но они меняют последовательность ДНК вируса таким образом, что каспаза Cas9 больше не может распознать сайт. Такие мутации не повреждают вирус, потому он может продолжать реплицироваться», – говорит ученый.

Результаты исследования, полученные при сотрудничестве ученых из Университета МакГилла, Университета Монреаля (University of Montreal, Канада), Китайской Академии Медицинских Наук (Chinese Academy of Medical Sciences), а также Пекинского Медицинского Колледжа (Peking Union Medical College, Китай), стали предостережением для тех ученых, которые надеются применять CRISPR/Cas9 с противовирусной целью. Однако Лян не считает эту попытку бесполезной, поскольку существуют способы преодоления ограничения. Например, воздействие системой редактирования на множество сайтов или использование иного фермента вместо Cas9. Как только решение будет найдено, следующим этапом станет поиск способов доставки препарата пациентам.

«Система CRISPR/Cas9 подает надежду на нахождение лечения не только от ВИЧ-1, но и многих других вирусов. К достижению цели лежит долгий путь со множеством препятствий и ограничений, которые необходимо преодолеть, но мы уверены, что добьемся успеха», – говорит Лян.

По материалам Cell Press

Оригинальная статья:
Wang et al. CRISPR/Cas9-derived mutations both inhibit HIV-1 replication and accelerate viral escape. Cell Reports, 2016 DOI: 10.1016/j.celrep.2016.03.042