Новый метод исследования человеческой крови открывает потенциальные пути к лечению ВИЧ

Ученые Северо-Западного медицинского института используют новые достижения в технологии редактирования генов CRISPR для выявления новых биологических особенностей, которые могут привести к более длительному лечению и новым терапевтическим стратегиям для вируса иммунодефицита человека (ВИЧ).

Эпидемия ВИЧ была обойдена вниманием во время пандемии COVID-19, однако она представляет собой критическую и постоянную угрозу здоровью человека: только за последний год число новых случаев инфицирования оценивается в 1,5 миллиона.

Разработчики лекарств и исследовательские группы уже более 40 лет занимаются поиском лекарств и новых методов лечения ВИЧ, но они ограничены пониманием того, как вирус закрепляет инфекцию в организме человека. Как этот маленький, неприметный вирус, имеющий всего 12 белков и геном, составляющий лишь треть от размера генома вируса SARS-CoV-2, взламывает клетки организма, реплицируется и распространяется по системам?

В своем новом исследовании, опубликованном сегодня (1 апреля) в журнале Nature Communications, ученые использовали новый метод редактирования генов CRISPR для выявления генов человека, важных для ВИЧ-инфекции в крови, и обнаружили 86 генов, которые могут играть роль в том, как ВИЧ реплицируется и вызывает заболевания, включая более 40, которые никогда не рассматривались в контексте ВИЧ-инфекции.

Исследование предлагает новую карту для понимания того, как ВИЧ интегрируется в нашу ДНК и создает хроническую инфекцию.


По словам Хультквиста, с более глубоким пониманием того, как происходит репликация вируса, методы лечения однажды могут стать лекарствами. Хультквист является заместителем директора Центра геномики патогенов и эволюции микроорганизмов при Медицинской школе Файнберга Северо-Западного университета и доцентом кафедры инфекционных заболеваний Файнберга.

До сих пор в исследованиях использовались иммортализованные раковые клетки человека (например, клетки HeLa) в качестве моделей для изучения того, как ВИЧ реплицируется в лаборатории. Хотя этими клетками легко манипулировать в лаборатории, они являются несовершенными моделями клеток крови человека. Кроме того, в большинстве подобных исследований используется технология, позволяющая снизить экспрессию определенных генов, но не выключать их полностью, как в случае с CRISPR, что означает, что ученые не всегда могут четко определить, участвовал ли тот или иной ген в содействии или подавлении вирусной репликации.


В ходе исследования из донорской крови человека были выделены Т-клетки - основной тип клеток-мишеней ВИЧ, и сотни генов были удалены с помощью генного редактирования CRISPR-Cas9. Затем "нокаутированные" клетки были инфицированы ВИЧ и проанализированы. Клетки, потерявшие ген, важный для вирусной репликации, показали снижение инфекции, а клетки, потерявшие антивирусный фактор, показали увеличение инфекции.

После этого команда проверила выявленные факторы, выборочно отключив их у новых доноров, где они обнаружили почти равномерное распределение вновь открытых и хорошо изученных путей.