Генное редактирование поможет бороться с вирусами | Новости науки
Российские ученые обнаружили противовирусные факторы, активирующиеся генетическим редактированием. На их основе они планируют создать препарат для лечения как уже существующих вирусных заболеваний, так и тех, которые только могут появиться.
Новый подход к борьбе с вирусными инфекциями с помощью активации внутриклеточного иммунитета предложили специалисты лаборатории генетических технологий в создании лекарственных средств Института медицинской паразитологии, тропических и трансмиссивных заболеваний имени Е. И. Марциновского Сеченовского Университета Минздрава России.
Они определили ряд противовирусных факторов, которые можно прицельно активировать с помощью системы генетического редактирования CRISPR/Cas9. Новые исследования позволят определить универсальный набор факторов, эффективных против большинства вирусов, и создать препарат для терапии широкого спектра вирусных заболеваний, как уже существующих, так и тех, которые могут появиться в будущем, сообщили в пресс-службе университета.
В клетках человека есть программы, которые обнаруживают вирус при его проникновении и запускают выработку противовирусных факторов. Это белки, подавляющие репликацию вирусных частиц в клетках хозяина. Если эти факторы не справляются, клетка гибнет, или болезнь переходит в хроническую форму.
Не допустить проникновения вируса в клетку могут вакцинация и препараты на основе антител. Единственный способ извне справиться с вирусными частицами, уже попавшими в клетки — введение высоких доз интерферона. Он активирует сотни противовирусных генов. Это позволяет остановить или замедлить репликацию вирусов. Однако для большинства вирусных инфекций терапия интерфероном не помогает или эффективна, но редко: вирусы эволюционируют и мутируют куда быстрее, чем человек находит способы с ними бороться.
«Мы разработали подход для выявления и активации с помощью системы генетического редактирования CRISPR/Cas9 отдельных ключевых противовирусных факторов, которые не зависят от интерферона, но могут блокировать вирусные инфекции. Эту технологию можно будет использовать для создания препарата, эффективного против широкого спектра вирусных инфекций», — рассказал заведующий лабораторией генетических технологий в создании лекарственных средств Сеченовского Университета, кандидат биологических наук Дмитрий Костюшев.
Ученые отобрали 157 противовирусных генов и проанализировали их реакцию на вирусы гепатитов B и D. Это позволило выделить ряд внутриклеточных противовирусных факторов, включая семейство APOBEC/AID, эффективных против ДНК- и РНК-содержащих вирусов. Экспериментируя на клеточных моделях хронических инфекций, исследователи определили, что достаточно активации всего нескольких из этих факторов, чтобы подавить репликацию вируса на 80-85%. Анализ эффективности такого подхода против еще ряда тяжелых вирусных инфекций показал аналогичный результат.
«Наша гипотеза, что отдельные факторы могут эффективно подавлять репликацию вирусов, подтвердилась. Первостепенная задача теперь — проанализировать не отдельные гены, а целые группы на максимально широком наборе вирусных инфекций и отобрать наиболее универсальные противовирусные факторы. Их можно будет в перспективе использовать для борьбы не только с уже существующими инфекциями, но и с теми, что появятся в будущем. Судя по прогнозам ВОЗ и Минздрава, пандемии будут происходить все чаще, поэтому арсенал средств, позволяющих с ними бороться, необходимо расширять», — отметил Дмитрий Костюшев.
Направлять CRISPR/Cas9 в клетки ученые предлагают с помощью ранее разработанной ими системы доставки на основе биологических наночастиц. После выявления универсального набора противовирусных факторов исследователи перейдут к испытаниям на животных, чтобы убедиться, что такая терапия не нанесет вреда организму.
Работа поддержана грантом Российского Научного Фонда и программой стратегического и академического лидерства «Приоритет 2030».