Премия Рунета-2020
Россия
Москва
-6°
Boom metrics
Наука2 мая 2023 19:35

Триумф генной терапии: ученые доказали, что с помощью «генетических ножниц» можно победить ВИЧ

Молекулярные биологи разработали революционный метод, опираясь на уникальные единичные случаи полного излечивания пациентов
Ученые всего мира бьются над способом полностью удалить вирусную ДНК

Ученые всего мира бьются над способом полностью удалить вирусную ДНК

Фото: Shutterstock

Знаете, какие два самых страшных свойства у вируса иммунодефицита человека? Во-первых, он встраивается в геном своей жертвы. То есть становится частью ДНК инфицированного человека. Во-вторых, такое перерождение происходит в иммунных клетках, прежде всего - в так называемых CD4-лимфоцитах. Они играют важнейшую роль в защите как от внешних врагов (вирусов, бактерий), так и от внутренних. Например, участвуют в уничтожении опухолевых клеток, которые постоянно образуются у нас в организме. К счастью, благодаря работе иммунитета большинство их разрушается - так работает одно из звеньев нашей природной защиты от рака. У пациентов с ВИЧ эта система ломается. Угроза появления злокачественных новообразований, тяжелейших осложнений при любой болезни растет многократно.

Но как ликвидировать вирус, если он оказывается «зашит» прямо в ДНК иммунных клеток? Современные препараты не проникают в святая святых. Они подавляют размножение вирусных частиц, которые послушно производит организм пациента, модифицированный ВИЧ-инфекцией. Поэтому такие лекарства (обычно назначается сочетание трех и более противовирусных препаратов) нужно принимать постоянно. Это позволяет носителям ВИЧ прожить многие годы, однако есть риск возникновения лекарственной устойчивости, осложнений терапии и другие проблемы, признают врачи.

Поэтому ученые всего мира бьются над способом полностью удалить вирусную ДНК. 20 мая исполнится 40 лет со дня открытия ВИЧ - в 1983 году вышла первая научная статья об идентификации нового вируса. Спустя четыре десятилетия человечество, похоже, наконец овладело технологией, которая открывает путь к полной победе над болезнью века. Доказательства эффективности революционного подхода опубликованы на этой неделе в авторитетном международном журнале PNAS. Суть многообещающей терапии против ВИЧ и перспективы научного прорыва мы разобрали с иммунологом, кандидатом медицинских наук, гендиректором контрактно-исследовательской компании Николаем Крючковым.

КАК РАБОТАЮТ «ГЕНЕТИЧЕСКИЕ НОЖНИЦЫ»

Команда ученых Медицинской школы университета Темпл (Филадельфия, штат Пенсильвания) и Медицинского центра университета Небраски (Линкольн, штат Небраска) разработала двойную генную терапию. В ее основе - применение так называемых «генетических ножниц», или генного редактора под названием CRISPR.

- Это инновационный метод лечения, который подразумевает внесение изменений в геном взрослого человека (или уже родившегося ребенка, в зависимости от заболевания), - поясняет Николай Крючков. - Особенность CRISPR - высокоточное генное редактирование. Например, мы хотим отключить определенный ген. CRISPR распознает необходимый участок ДНК, присоединяется к нему, вырезает и отсоединяется. В случае с ВИЧ «генетические ножницы» прицельно удаляют из генома встроившуюся в него ДНК вируса иммунодефицита человека.

- Николай, сразу же возникает вопрос: не может ли CRISPR «отрезать» лишнее? Или присоединиться к ДНК не в том месте…

- Технология достаточно молодая, в рутинной клинической практике она до сих пор не применялась. Но уже есть другие лекарства на основе CRISPR, близкие к регистрации и выходу на рынок (см. ниже). В целом в лабораторных условиях и в экспериментальных разработках CRISPR подтверждает очень высокую специфичность (то есть точность распознавания и удаления необходимых фрагментов ДНК.- Ред.). Хотя, конечно, пока и немало сложностей. В частности, эффективность этого метода не 100%-ная.

В новом исследовании ученые испытали генное редактирование у гуманизированных мышей. То есть ГМО-грызунов, в организм которых были встроены человеческие гены для моделирования заболевания и лечения ВИЧ-инфекции. Полное уничтожение вирусной ДНК произошло почти у 60% мышей. Однако для того, чтобы добиться такого результата, кроме удаления ВИЧ из генома понадобилось также открыть «второй фронт» против болезни. На добавление этого подхода исследователей натолкнули уникальные, единичные случаи полного излечивания ВИЧ, которые зафиксированы всего у нескольких людей в мире.

ДВОЙНОЙ УДАР

«Вдохновение пришло к нам из наблюдений за пациентами с ВИЧ, которым пересаживали костный мозг для лечения лейкемии», - рассказал один из авторов разработки профессор Камель Халили. Редкие случаи полного избавления от вируса были замечены у тех, кому при пересадке достался донорский материал с определенной мутацией в одном из генов.

«Оказалось, что у доноров была особая модификация рецептора CCR5, через который ВИЧ проникает в клетки. Такая мутация делает человека практически невосприимчивым к некоторым подтипам ВИЧ», - поясняет Николай Крючков. Ученые решили добавить подопытным животным (гуманизированным мышам) и такую, дополнительную линию защиты. Зачем? Дело в том, что прежние разработки генной терапии, направленной только на удаление вирусной ДНК из генома, показали эффективность на уровне около 30%. А когда с помощью CRISPR еще и модифицировали рецептор CCR5 - по образцу нечувствительных к ВИЧ людей - процент излечивания в эксперименте вырос вдвое и составил 60% (см. выше).

КОГДА СТАНЕТ ДОСТУПНА НОВАЯ ТЕРАПИЯ

Генная терапия - самый многообещающий подход для излечивания ВИЧ, считает Николай Крючков. Хотя, ученым еще предстоит пройти немало этапов, чтобы эта технология вошла в клиническую практику.

- На сегодня опубликованы данные об успешных ранних доклинических исследованиях. Доказана безопасность и эффективность терапии у гуманизированных мышей. Далее запланированы испытания на приматах. В случае успеха начнутся клинические исследования на людях-добровольцах. Понадобится несколько стадий. В целом, если все сложится удачно, включая необходимое финансирование, думаю, что генная терапия ВИЧ может быть зарегистрирована для массового применения в течение 6-7 лет, то есть до 2030-го года, - говорит эксперт.

Насколько массовым и доступным будет такое лечение на практике, конечно, зависит и от стоимости. Генная терапия - вещь, мягко говоря, не дешевая. Обычно пациенту требуется всего одна инъекция, но стоит она огромных денег. Так, несколько самых дорогих в мире лекарств относятся именно к классу генотерапевтических препаратов. Последний из официально одобренных - «Зинтегло» (Zynteglo) для лечения от бета-талассемии, наследственной болезни крови. Цена одного укола - 2,8 миллиона долларов.

КСТАТИ

В чем главные сложности

Разработчикам генной терапии против ВИЧ понадобится вычислить подходящую для людей дозировку препарата, содержащего генный редактор CRISPR. Добиться необходимых изменений ДНК во всех целевых клетках или их большинстве - непростая задача, отмечает Николай Крючков.

Что касается побочных эффектов, то самым опасным может стать угроза развития рака. Поэтому в ходе разработки и клинических исследований принимаются все меры для исключения онкорисков, говорит эксперт.

В ТЕМУ

Еще 5 болезней, против которых ученые нацелили CRISPR

«Генетические ножницы» применяются в разработках лечения против различных заболеваний. Некоторые из таких препаратов уже проходят клинические испытания на людях и могут быть одобрены в ближайшие пару лет. Другие пока находятся в стадии изучения и экспериментов на животных.

Ученые нацелили CRISPR, в частности, против таких недугов:

- тяжелые заболевания крови (серповидно-клеточная анемия, бета-талассемия);

- семейная гиперхолестеринемия;

- наследственный ангионевротический отек;

- эпилепсия;

- синдром Дауна.