Объединённая команда немецких учёных из научных центров Гамбурга и Дрездена продолжает совершенствовать и модифицировать один из методов генной терапии ВИЧ, предложенный ранее. Теперь от экспериментов на клеточных культурах исследователи перешли к опытам на мышах со своим новым препаратом.
Существующие лекарства сдерживают распространение ВИЧ, но не способны полностью вылечить пациента, поэтому требуют пожизненного приёма. Поскольку они недёшевы, обладают побочными эффектами и не всегда помогают, потребность в эрадикации (то есть полном удалении) вируса велика. Две основные проблемы эрадикации вируса — это его изменчивость и наличие резервуаров латентной («спящей») инфекции — главным образом, в Т-лимфоцитах памяти, но также и в центральной нервной системе и других органах.
Немецкие исследователи создают уникальный метод терапии, направленный на решение первой проблемы. Своей мишенью они выбрали не белки вируса, а наиболее консервативные регуляторные последовательности вирусного генома. Методом направленной молекулярной эволюции они изменили фермент рекомбиназу Cre из бактериофага (бактериофаг — вирус, поражающий бактерию) так, чтобы эта рекомбиназа была специфична к широкому спектру штаммов ВИЧ-1. Рекомбиназа избирательно вырезает последовательности ВИЧ из хромосом тех клеток, где присутствует её ген.
Далее предполагается отбирать у ВИЧ-пациента гемопоэтические (кроветворные) стволовые клетки и вставлять ген рекомбиназы в их хромосомы методом лентивирусной доставки.
Затем стволовые клетки должны вводиться обратно пациенту и порождать популяцию лимфоцитов, неуязвимую для ВИЧ, так как в случае заражения рекомбиназа, постоянно экспрессирующаяся в лимфоците, вырежет вирусные последовательности из генома клетки.
С использованием улучшенной рекомбиназы Brec1 учёные продемонстрировали удаление последовательностей ВИЧ из клеток, взятых от пациентов, и повышение выживаемости этих клеток. Также была показана безопасность для клеточных культур человека и для мышей. Затем мышам с удалённой иммунной системой вводили заражённые лимфоциты человека, обработанные лентивирусным вектором, несущим рекомбиназу (у контрольных животных — без рекомбиназы). Через 18 недель в экспериментальной группе, в отличие от контрольной, наблюдалось полное отсутствие вирусной РНК. В следующем эксперименте мышам без иммунной системы вводили гемопоэтические стволовые клетки человека, обработанные лентивирусом, как в предыдущем эксперименте. После приживления клеток вводили ВИЧ и через 12 недель наблюдали полное отсутствие вирусной РНК в экспериментальной группе.
Проведённая работа впечатляет красотой концепции и высоким методологическим уровнем. Интересно, что учёные использовали в своей разработке для борьбы с ВИЧ подходы, которые применяет сам ВИЧ — молекулярную эволюцию, рекомбиназную активность, специфичность действия. Однако прежде чем этот подход станет применяться у людей, разработчикам предстоит преодолеть множество препятствий и снять риски, которые могут остановить разработку. В частности, мышиная модель не слишком релевантна по отношению к человеческой ВИЧ-инфекции: слишком много различий в иммунологических механизмах и вообще в физиологии. Даже подходы, которые сработали на обезьянах, не показали эффективности у человека. Основным опасением здесь является удивительная способность ВИЧ быстро эволюционировать, мутировать и уходить от терапевтического воздействия.
Также пока невысока эффективность модификации клеток лентивирусным вектором и их последующего приживления в организме пациента. Остаются вопросы и по безопасности: и лентивирусные векторы, и сама рекомбиназа могут оказаться генотоксичными у некоторых пациентов, то есть вызвать онкологическую трансформацию клеток. Сами авторы отмечают, что их подход не снимает проблему резервуаров латентного вируса, (пока рекомбиназа вводится только в отобранные у пациента клетки, а в покоящиеся клетки, содержащие «спящий» вирус, — не попадает), поэтому для полной эрадикации будет необходимо сочетать новый метод с другими подходами, способными «разбудить» спящий вирус. В перспективе учёные надеются разработать такие векторы, которые позволят вводить терапию прямо в организм пациента, минуя стадию отбора клеток.
