Иммунные клетки впервые удалось очистить от генома ВИЧ, встроенного в их ДНК.

ВИЧ относится к вирусам, которые способны встраивать свой геном в ДНК хозяйской клетки. Такая стадия в жизненном цикле называется провирусом, и именно из-за этой способности от вируса очень трудно избавиться – встроившись в клеточную ДНК, он становится неактивным и нечувствительным к лекарствам. Но он никуда не исчезает, и потом, когда курс лечения закончится, вирус просыпается, начинает размножаться и губит клетку.

Частицы ВИЧ на поверхности иммунной клетки. (Фото Dr. Thomas Deerinck / Visuals Unlimited / Corbis).

Очевидно, для того, чтобы полностью избавиться от вируса, нужно вырезать все копии вирусного генома из ДНК хозяина. Именно это удалось сделать группе исследователей из Университета Темпл. Чтобы вырезать ВИЧ из генома, нужно найти в клеточной ДНК вирусные гены. Поиск можно поручить специально синтезированной РНК, которая прилипнет к вирусной последовательности, как только её найдёт. Важно, что такая РНК (или gRNA – guide RNA) будет связываться только с генами вируса, то есть на собственные клеточные гены она реагировать не будет. Молекулу-«следопыта» сделали короткой, в длину всего 20 нуклеотидов, и нацелена она была на длинные концевые повторы, по которым можно отличить начало и конец вирусного генома. То есть такая РНК не просто ищет вирус, но и точно определяет его границы в клеточной ДНК. 

После того, как вирус найден, его нужно удалить. Этим занимается фермент нуклеаза, которую к вирусу приводит всё та же РНК-проводник. Нуклеаза Cas9 сейчас интенсивно используется в методах редактирования ДНК в живых клеток. В природе она работает у бактерий в системе противовирусной защиты; однако биологи вскоре поняли, что фермент можно научить вырезать любую последовательность в ДНК по заказу, нужно только правильно «сформулировать заказ», то есть снабдить нуклеазу руководящей инструкцией в виде РНК. В экспериментах Камиля Халили (Kamel Khalili) и его коллег нуклеаза под руководством РНК вырезала 9 709-нуклеотидный кусок ВИЧ. Затем в дело вступали уже собственные ДНК-ремонтные (репарирующие) системы клетки, которые соединяли концы разрыва.

В статье в Proceedings of the National Academy of Sciences авторы работы пишут, что им удалось успешно удалить вирус из ДНК Т-лимфоцитов, макрофагов и клеток микроглии, которые выполняют иммунные функции в мозге. Вообще это получилось сделать впервые, однако до клинического применения метода пока что ещё очень далеко. Удаление ВИЧ проводили в культуре клеток, поэтому исследователям ещё предстоит придумать, как снабдить ДНК-редактирующей системой каждую заражённую клетку в организме. Кроме того, вирус известен своей повышенной способностью к мутациям, что придётся учитывать при конструировании РНК, предназначенных для его поиска.