Например, в ряде работ биологи пытались направить молекулярные ножницы против вируса иммунодефицита человека (ВИЧ).
Однако новое исследование, опубликованное в журнале Cell Reports, показывает, что вирус способен быстро вырабатывать мутации, необходимые для защиты от атак, что ставит под сомнение перспективы такой терапии.
ВИЧ проникает в иммунные клетки человека, известные как Т-хелперы, встраивается в ДНК и использует механизм репликации клеток для создания множества собственных копий. Чтобы бороться с этим, молекулярные биологи пытаются использовать разные генетические инструменты.
В то время как одни команды изменяют гены Т-хелперов, чтобы заблокировать вирусу путь через мембрану, другие внедряют в иммунные клетки компоненты CRISPR/Cas-9, настроенные на поиск и уничтожение ВИЧ.
Охранная система, созданная на основе древнего механизма, с помощью которого бактерии противостоят вирусам, снабжена своеобразным "фотороботом преступника" – фрагментом генетического кода, совпадающим с определённым участком в геноме ВИЧ.
Если вирус проникает в клетку, молекулярный комплекс находит соответствующее место на его ДНК и разрезает его с помощью фермента Cas-9.
Вирусолог Чень Лян (Chen Liang) и его коллеги из канадского Университета Макгилла (McGill University) проводили эксперименты с заражёнными Т-клетками и сначала получили очень обнадёживающие результаты.
Молекулярные ножницы действительно легко распознавали ВИЧ и быстро уничтожали его, не давая размножаться. Но две недели спустя учёные обнаружили, что иммунные клетки стали производить копии вируса, сумевшего обойти защитный механизм.
Секвенирование генома показало, что у вируса появилась мутация рядом с участком, на который был нацелен комплекс CRISPR/Cas-9.
С одной стороны, это не стало неожиданностью: ВИЧ известен своей способностью быстро изменяться и приобретать устойчивость к различным препаратам.
Это происходит, потому что его ферменты часто совершают ошибки при копировании ДНК.
Обычно такая небрежность выводит вирус из строя, но иногда полученные изменения оказываются полезными и позволяют сопротивляться действию лекарств.
Однако Лян считает, что в этот раз ошибки ферментов ни при чём, а мутации провоцирует разрез цепи ДНК. После того как Cas-9 сделал свою работу, вирус пытается заделать брешь в геноме и случайным образом вставляет на повреждённый участок буквы генетического кода.
Как правило, эти заплатки не помогают, и ген теряет свои функции. Но учёные предполагают, что в отдельных случаях после "ремонта" вирус сохраняет способность к размножению.
Кроме того, внесённые изменения делают его невидимым для охранной системы Т-клеток.
Результаты эксперимента канадских учёных не ставят крест на перспективах использования молекулярных ножниц для борьбы с ВИЧ.
Команда Университета Макгилла предлагает несколько путей решения проблемы. Например, с помощью CRISPR/Cas-9 можно деактивировать сразу несколько ключевых генов вируса или использовать молекулярный механизм в сочетании с препаратами против ВИЧ.
Стоит отметить, что альтернативная технология генной терапии, которая делает Т-хелперы защищёнными от проникновения ВИЧ, уже проходит клинические испытания.
Кроме того за последние годы медики научились эффективно снижать негативное действие смертельно опасного вируса с помощью набора противовирусных препаратов.
