Технология редактирования генов CRISPR использовалась для изменения генов человеческих младенцев, модификации животных и лечения людей с серповидно-клеточной анемией.
Теперь ученые пробуют найти новые области применения технологии: использовать CRISPR для излечения людей от ВИЧ.
В ходе эксперимента биотехнологическая компания Excision BioTherapeutics заявила, что использовала инструмент для редактирования генов у ВИЧ инфецированных людей, с инструкцией вырезать и уничтожить вирус, где бы он не скрывался.
Исследование в начальной стадии является пробным шагом на пути к конечной цели компании - излечению ВИЧ-инфекции с помощью однократного внутривенного введения препарата для редактирования генов. Компания Excision, базирующаяся в Сан-Франциско, утверждает, что первый пациент получил лечение около года назад.
Врачи, участвовавшие в исследовании, сообщили на встрече в Брюсселе, что лечение оказалось безопасным и не имело серьезных побочных эффектов. Однако они не раскрыли результаты ранних данных об эффектах лечения, оставив сторонних экспертов гадать, сработало ли оно.
“Это исключительно амбициозное и важное исследование”, - говорит Федор Урнов, эксперт по редактированию генома из Калифорнийского университета в Беркли, который считает, что “было бы хорошо узнать раньше, чем позже”, каков был эффект или его отсутствие.
Неудача не стала бы неожиданностью для любого, кто знаком с ВИЧ. ВИЧ оказался коварным противником: вакцины до сих пор нет, даже спустя 40 лет после того, как вирус был идентифицирован в 1983 году.
Тем не менее, фармацевтические компании разработали антиретровирусные препараты, которые предотвращают самовоспроизводство вируса. Прием этих таблеток позволяет людям с ВИЧ жить нормальной жизнью. Но если прекратить прием таблеток, вирус быстро восстановится и, если его не остановить, вызовет смертельный синдром инфекций и раковых заболеваний, известный как СПИД.
ВИЧ скрытый вирус
Одна из причин, по которой вирус нельзя полностью уничтожить одними лекарствами, заключается в том, что он внедряет свой генетический материал в ДНК клеток, оставляя после себя скрытые копии, которые могут возобновить инфекцию.
“Скрытые копии клеток внезапно "просыпаются", в них встроен сегмент, и это целый вирусный ген”, - говорит Камель Халили, профессор Университета Темпл, который помог начать исследование.
Производители вакцин также столкнулись с трудностями, потому что ВИЧ убивает те самые иммунные клетки, которые должны остановить инфекцию. Но десять лет назад, по словам Халили, он понял, что технологию CRISPR можно использовать как способ вылечить инфекцию без участия иммунной системы: путем удаления генов вируса из его тайников.
“Если вирусный ген присутствует в вашей ДНК, это становится похожим на генетическое заболевание”, - говорит он. “И поэтому ученые могли бы использовать генетический инструмент”.
Технология CRISPR была впервые разработана в 2012 году и была основана на открытии молекул, которые бактерии используют для обнаружения и уничтожения проникающих вирусов, известных как фаги. Она была быстро адаптирована для разрезания ДНК человека, положив начало нынешней эре редактирования генома человека.
Большинство исследований по редактированию генов, привлекающих внимание сегодня, направлены на лечение наследственных заболеваний, возникающих, когда люди рождаются с дефектной ДНК. Воздействие CRISPR на людей может исправить или удалить эти гены; ожидается, что одно из таких методов лечения серповидно-клеточной анемии получит одобрение позже.
Исследование Excision необычно тем, что вместо этого оно пытается использовать редактирование генов для уничтожения вирусов. Из более чем 50 исследований по редактированию генов у людей-добровольцев, подсчитанных MIT Technology Review, только два были связаны с инфекционными заболеваниями.
Однако Халили отмечает, что первоначальной целью CRISPR в дикой природе было уничтожение вирусов. “Хотя концепция использования CRISPR против вируса выглядит новой, она основывается и опирается на то, что уже происходило в природе”, - говорит он.
Первоначальные лабораторные тесты показали, что CRISPR может находить и уничтожать гены ВИЧ в клетках, а позже он смог функционально вылечить около 40% ВИЧ-инфицированных мышей, получавших препарат для редактирования генов, который вводили им в вены, говорит Халили.
Компания получила разрешение начать испытания на людях, и на данный момент лечение получили три человека. Каждому поставили капельницу, которой ввели миллиарды безвредных вирусов, несущих ДНК-инструкции для технологии CRISPR.
Согласно Excision, лечение не вызвало серьезных побочных эффектов. Учитывая, что исследование, с большей долей вероятности, является безопасным, компания заявила, что продолжит исследование с более высокими дозами. Шесть пациентов получат в три, а затем в 10 раз больше, чем было введено на данный момент.
Работает ли это?
Чего по-прежнему не хватает, так это данных о том, сработало ли лечение. Пациенты, участвовавшие в исследовании, принимали антиретровирусные препараты, но план состоял в том, чтобы врачи прекратили прием этих препаратов через 12 недель после лечения генным редактированием и посмотрели, восстановился ли вирус или нет - шаг, известный как “прерывание аналитического лечения”. Если вирус не вернется, это может означать, что CRISPR уничтожил вирусные гены.
По двум пациентам, получившим лечение несколько месяцев назад, данные, похоже, уже известны компании. Но Уильям Кеннеди, старший вице-президент по клиническим разработкам в Excision, сказал, что третий пациент был пролечен совсем недавно и что полные результаты для этой группы будут опубликованы не ранее 2024 года.
Несмотря на то, что технологии редактирования генов быстро развивается, результатов придется ждать долго. Но Урнов говорит, что компании, занимающиеся редактированием генов, стали особенно осторожными из-за сложной финансовой ситуации. Цены на акции некоторых компаний упали, а одна из них, Beam Therapeutics, уволила 20% своих сотрудников и заявила, что реорганизует свою деятельность.
Халили, который не участвует в клиническом испытании Excision и не знаком с результатами из первых рук, говорит, что исследование может стать лишь одним шагом на более длительном пути к излечению, который в конечном итоге может включать сочетание нескольких стратегий.
“Даже если мы не вылечим ВИЧ полностью, мы можем получить значительную задержку в восстановлении вируса”, - говорит он. “Это может подготовить нас к следующему этапу, как и любое лекарство, где есть первое и второе поколение”.