Ученые Сеченовского Университета разработали комплексную систему, которая позволяет «вырезать» вирусный геном гепатита В из зараженных клеток печени. Они соединили молекулярные «ножницы» CRISPR/Cas9 с наночастицами-курьерами. Эти частицы доставляют инструмент редактирования точно «по адресу» - в печень, - обманывают иммунитет и, уничтожив вирус, бесследно исчезают из организма.
Что это за терапия наночастицами «ниндзя» и как созданная в университете система делает возможным надежно удалить вирус гепатита В из организма, рассказал руководитель лаборатории генетических технологий в создании лекарственных средств Сеченовского Университета Дмитрий Костюшев.
Пока что, если человеку поставили диагноз «хронический гепатит В», ему, как правило, приходится принимать таблетки годами, а часто и всю жизнь. Почему же нельзя просто полностью вылечиться курсом лекарств, как от многих других инфекций?
- Ответ кроется в самой природе вируса, - говорит Дмитрий Костюшев. - Проблема в том, что вирус гепатита В — древний и очень хитрый «противник». За тысячи лет вирус гепатита В идеально приспособился к жизни в человеческом организме. Когда инфекция становится хронической, вирус, так сказать, создает «неприкосновенный запас».
Он встраивает свою ДНК в ядро клетки печени (гепатоцита), создавая так называемую ковалентно замкнутую кольцевую ДНК (кзкДНК).
! Представьте себе, что вирус спрятал свою инструкцию по сборке в самый защищенный сейф внутри клетки и туда – очень сложно пробраться, чтобы сам вирус победить.
А еще вирус гепатита В хорошо «прячется» от иммунитета. Наша иммунная система не может обнаружить и очистить этот «сейф» с инструкцией. Пока человек принимает таблетки, вирус из этого хранилища, так сказать, не активен. Но если терапию прекратить — он снова начинает производить новые вирусные частицы.
В Сеченовке решили, а что, если не просто подавлять вирус, а еще и «вырезать» его из клеток?
С 2014 года придуманы молекулярные ножницы, называются они CRISPR/Cas9 и умеют точечно разрезать ДНК в заданном месте, извлекая все ненужное и вредное.
Казалось, вот оно, решение! Однако на практике вскрылся целый ряд проблем. «Ножницы» должны быть сверхточными, чтобы не задеть здоровые клетки. Вирус постоянно копирует себя, создавая для молекулярных ножниц все новые цели. И главное — как доставить эти «ножницы» точно в зараженные клетки печени, не повредив здоровые?
- Мы обнаружили важный нюанс: чтобы CRISPR-«ножницы» успели сработать, вирус нужно сначала «замедлить», - говорит Дмитрий Костюшев. - Для этого мы применяем стандартные противовирусные препараты. Они снижают скорость размножения вируса, и у молекулярных инструментов появляется «временное окно» - возможность найти и удалить вирусную ДНК до того, как она снова скопируется. Это был важный шаг.
Доставка же ножниц точно по адресу оказалась ключевой и самой сложной задачей.
- Часто для доставки генетических инструментов используют обезвреженные вирусы, - продолжает наш эксперт. - Но у этого подхода есть и существенный недостаток: иммунитет запоминает такого курьера и при повторном введении просто уничтожит его, не дав препарату шанса. Для терапии, которая может потребовать нескольких циклов, это тупик. Поэтому мы создали невирусную систему доставки на основе биоразлагаемых наночастиц. Это наше основное технологическое преимущество.
Представьте себе крошечный контейнер, размером в тысячные доли миллиметра. Ученым из Сеченовки удалось упаковать в него молекулярные «ножницы», при этом не потеряв в эффективности.
Что получилось?
В одну такую наночастицу помещается 200-250 «боеготовых» комплексов ножниц CRISPR — этого достаточно, чтобы очистить клетку от всех копий вируса.
Получилось направлять эти частицы точно в клетки печени, восприимчивые к вирусу. Они проникают в 90-95% зараженных клеток.
Препарат работает быстро и не остается в организме: через 20-24 часа в печени от него не остается и следа — наночастицы безопасно разлагаются.
- Этот принцип называется биокамуфлированием. Наши частицы не содержат чужеродных вирусных компонентов, поэтому иммунитет не видит в них угрозы и не атакует. Для генетической терапии, где может потребоваться повторное введение, это решающее преимущество, - говорит Дмитрий Костюшев.
Сейчас фундаментальная часть исследования позади. Ученые доказали, что технология эффективна и безопасна в доклинических исследованиях. Дальше - клинические испытания, в том числе на людях, и есть реальный шанс, что в ближайшие годы первые пациенты получат доступ к терапии.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
Комсомолка на MAXималках - читайте наши новости раньше других в канале @truekpru