Новости науки
Ученые "ускорили" эволюцию иммунной системы человека
Дата публикации: 26.10.2016
Геномный редактор CRISPR/Cas9 помог биологам искусственно "форсировать" эволюцию иммунной системы человека, что, как надеются ученые, поможет в ближайшее время создать универсальное лекарство от ВИЧ на базе созданных таким образом антител.
"Это то, что вирусологи, занимающиеся ВИЧ, давно хотели заполучить. Я надеюсь, что наша разработка сделает эту задачу, казавшуюся непосильной еще год назад, тем, что все мы сможем реализовать уже в ближайшее время", — рассказывает Джадд Хультквист (Judd Hultquist) из университета Калифорнии в Сан-Франциско (США).
Геномный редактор CRISPR/Cas9, названный главным научным прорывом 2015 года, был создан американским ученым Фэнем Чжаном (Feng Zhang) и рядом других молекулярных биологов примерно три года назад. С тех пор он пережил несколько модернизаций, которые позволяют ученым использовать его для редактирования генома со стопроцентной точностью.
Сегодня многие ученые пытаются использовать данный геномный редактор для того, чтобы "вырезать" генетический код ВИЧ из ДНК зараженных клеток и тем самым очистить их от инфекции. "Чистая" реализация этой задачи, как отмечают Хультквист и его коллеги, крайне сложна, поэтому авторы статьи решили подойти к ней с иной стороны – заставить иммунные клетки человека самостоятельно выработать защиту от вируса иммунодефицита.
Для этого ученым пришлось создать особую методику введения белка Cas9 и РНК-шаблонов, по которым он осуществляет редактирование, в иммунные клетки, так как традиционное для подобных манипуляций заражение специальным ретровирусом по понятным причинам не работает. Оказалось, что подобную "инъекцию" можно осуществить, расширив поры в клетках при помощи электрического тока, через которые молекулы Cas9 и РНК будут свободно проникать внутрь.
Решив эту задачу, Хультквист и его коллеги создали особую версию CRISPR/Cas9, которая позволила им в автоматическом режиме вносить мутации в гены CXCR4 и CCR5 и еще 43 участка ДНК, которые ВИЧ использует для проникновения в Т-клетки, и проверили несколько сотен "мутантных" вариантов этих областей генома.
Подобный подход позволил биологам выделить несколько самых важных генов — LEDGF и TNPO3, отключение или изменения в которых повышают стойкость иммунных клеток к ВИЧ, и "нащупать" несколько возможных путей для создания универсальной генной вакцины от этой болезни. Кроме того, авторы статьи надеются, что их подход "форсированной эволюции" поможет разработке конвенциональных лекарств, более эффективно подавляющих размножение вируса и не вызывающих побочных последствий, как современные антиретровирусные препараты.
В ближайшем будущем ученые планируют улучшить этот подход, внося не только случайные мутации в ДНК иммунных клеток, но и копируя те участки ДНК, которые содержатся в Т-клетках людей, по природным причинам иммунных к действию ВИЧ. Схожим образом, как считает Хультквист, можно разрабатывать лекарства и от других пока неизлечимых болезней.
По материалам журнала Cell Reports и РИА Новости.
