Международная группа ученых из университетов в Канаде и Японии выяснила, что система редактирования генома CRISPR/Cas9, на которую возлагаются надежды как на потенциально эффективный способ борьбы с ВИЧ, может сделать вирус иммунодефицита сильнее. Исследование опубликовано в журнале Cell Reports.
Чтобы размножаться, ВИЧ необходимо встроить свою ДНК в геном зараженной клетки. Тогда клетка начинает сама синтезировать элементы вируса, которые собираются в новые инфекционные частицы. Система CRISPR/Cas9 способна «испортить» ДНК вируса, вставляя в нее отдельные лишние нуклеотиды, что делает зашифрованную в ней информацию о белках и молекулах РНК бессмысленной. Разрушив «фабрику» по производству вируса иммунодефицита с помощью искусственных мутаций, CRISPR/Cas9 предотвращает дальнейшее размножение ВИЧ и останавливает инфекцию.
Однако в этом безупречном, на первый взгляд, подходе кроется серьезный недостаток. Ученые выяснили, что ВИЧ может приобретать устойчивость к системе редактирования генома, подобно бактериям, приспосабливающимся к антибиотикам. Некоторые из вирусов, выживших после того, как по ним прошлась CRISPR/Cas9, оказываются защищенными от переписывания генома с помощью других мутаций.
По словам ученых, складывается парадоксальная ситуация. Мутации, которые делают вирус неспособным размножаться, в другом месте могут подарить ему защиту от генетических «ножниц». CRISPR/Cas9 работает следующим образом: молекулы РНК распознают специфичный участок ДНК, а белок Cas9 обеспечивает его разрезание. В генных технологиях в место разреза вставляют другой фрагмент ДНК, что позволяет манипулировать геномом. Однако если мутация изменит этот участок, то CRISPR/Cas9 ничего не сможет сделать. Такие мутации — продукт естественного отбора вируса.
Исследователи подчеркивают, что их открытие не означает, что CRISPR/Cas9 будет неэффективным в борьбе против ВИЧ. Проблема лежит в той же области, что и возникновение устойчивости к антибиотикам: лекарства в свое время были эффективны, но возникли новые микроорганизмы, на которые они не действуют. При разработке новой генетической терапии, подчеркивают ученые, необходимо учесть возможные ограничения. Например, использовать не только фермент Cas9, но и другие белки.