科學(xué)家使用CRISPR和抗病毒治療來(lái)消除小鼠基因組中的HIV-1 DNA
使用修改后的CRISPR-Cas9基因編輯系統(tǒng)和稱為長(zhǎng)效慢效釋放抗病毒治療(LASER ART)的治療策略,一組研究人員已經(jīng)從活小鼠的基因組中消除了具有復(fù)制能力的HIV-1 DNA。該研究發(fā)表在Nature Communications雜志上,標(biāo)志著朝著開(kāi)發(fā)可能治愈人類HIV感染邁出了關(guān)鍵一步。
“我們的研究表明,依次給予抑制HIV復(fù)制和基因編輯治療的治療可以消除感染動(dòng)物細(xì)胞和器官中的HIV,”Temple大學(xué)Lewis Katz醫(yī)學(xué)院的Kamel Khalili教授說(shuō)。
目前的艾滋病治療重點(diǎn)是使用抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法(ART),它可以抑制艾滋病毒的復(fù)制,但不能消除體內(nèi)的病毒。
因此,治療不是治愈艾滋病毒的方法,而且需要終身使用。如果它停止了,艾滋病毒就會(huì)反彈,重新復(fù)制并加劇艾滋病的發(fā)展。
HIV反彈直接歸因于病毒將其DNA序列整合到免疫系統(tǒng)細(xì)胞基因組中的能力,其中它處于休眠狀態(tài)并且超出了抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物的范圍。
在之前的工作中,Khalili教授及其同事使用CRISPR-Cas9開(kāi)發(fā)了一種新的基因編輯和基因治療傳遞系統(tǒng),旨在從攜帶病毒的基因組中去除HIV DNA。
在大鼠和小鼠中,他們發(fā)現(xiàn)被稱為AAV9-CRISPR-Cas9的基因編輯系統(tǒng)可以有效地從受感染的細(xì)胞中切除大量的HIV DNA片段,從而顯著影響病毒基因的表達(dá)。然而,與ART類似,基因編輯本身并不能完全消除HIV。
對(duì)于這項(xiàng)新研究,研究人員將他們的基因編輯系統(tǒng)與LASER ART療法相結(jié)合,該療法針對(duì)病毒庇護(hù)所,并在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持低水平的HIV復(fù)制,從而減少ART管理的頻率。
通過(guò)抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)的藥理學(xué)變化使得長(zhǎng)效藥物成為可能。將修飾的藥物包裝成納米晶體,納米晶體容易分布到HIV可能處于休眠狀態(tài)的組織中。從那里,存儲(chǔ)在細(xì)胞內(nèi)數(shù)周的納米晶體緩慢釋放藥物。
“我們想看看LASER ART是否可以抑制HIV復(fù)制的時(shí)間足以使CRISPR-Cas9完全清除病毒DNA細(xì)胞,”Khalili教授說(shuō)。
為了驗(yàn)證他們的想法,Khalili教授和他的合著者使用工程小鼠來(lái)生產(chǎn)易受HIV感染的人類T細(xì)胞,允許長(zhǎng)期病毒感染和ART誘導(dǎo)的潛伏期。
一旦感染建立,用激光ART處理小鼠,隨后用CRISPR-Cas9處理。
在治療期結(jié)束時(shí),檢查小鼠的病毒載量。
分析顯示,大約三分之一的HIV感染小鼠完全消除了HIV DNA。
Khalili教授說(shuō):“這項(xiàng)工作的重要信息是,它通過(guò)一種方法,例如LASER ART,將CRISPR-Cas9和病毒抑制同時(shí)用于治療HIV感染。”
“我們現(xiàn)在有一條明確的道路可以在非人類靈長(zhǎng)類動(dòng)物中進(jìn)行試驗(yàn),并可能在一年內(nèi)對(duì)人類患者進(jìn)行臨床試驗(yàn)。”
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