Kolejna antywirusowa terapia redagowaniem genomu

CRISOR-1

Kilka miesięcy temu opisywałem prowadzone obecnie badania skupiające się na zastosowania nowego narzędzia do redagowania genomu, systemu CRISPR/Cas9, do walki z wirusem HIV.

Przypomnijmy: system CRISPR/Cas9 w naturze występuje u licznych bakterii i jest ich odpowiednikiem naszego układu immunologicznego. Można się tutaj zapytać – przed czym bronić muszą się bakterie? Nasz układ odpornościowy broni nas w końcu właśnie przed nimi. Bakterie jednak też mają swoich naturalnych wrogów. Takim wrogiem są na przykład tak zwane bakteriofagi – wirusy pasożytujące właśnie na bakteriach.

Jak zatem działa tutaj CRISPR//Cas9? Otóż tak, że po wniknięciu wirusa do komórki bakteryjnej bakteryjny element CRISPR rozpoznaje sekwencję wirusowego DNA, zaś białko Cas9 tnie te kwasy nukleinowe, do których CRISPR się przyczepia. Łatwo zatem zauważyć, że natura sprezentowała nam niemal idealnie wykończone narzędzie do walki z wirusami. I te własnie właściwości tego systemu badane są od dawna w przypadku wirusa HIV.

Innymi wirusami, którym uważnie przyglądają się naukowcy próbujący wykorzystać CRISPR/Cas9 jako lek przeciwwirusowy, są wirusy z rodziny herpes. Do tej rodziny należą wirusy wywołujące opryszczkę wargową (tzw. zimno) oraz opryszczkę narządów płciowych, a także wirus Epsteina-Barr, cytomegalowirus (mniej modny winowajca cytomegalii, którą powoduje też wirus Zika) oraz wirus opryszki 8 związany z mięsakiem Kaposiego.

Dwa lata temu Stephen Quake (który akurat z redagowania genomu jest znany mniej niż z innych ciekawych dokonań) wraz z jednym z jego współpracowników, Jianbin Wangiem, opublikował pracę w piśmie PNAS, w której pokazali, jak CRISPR/Cas9 wykorzystać można do wytępienia uśpionego wirusa Epsteina-Barr. W tym cely wykorzystali komórki pobrane od pacjentów z chłoniakiem Burkitta (w jednym z trzech wariantów tej choroby EBV jest obecny w zasadzie u wszystkich pacjentów), w których znajdował się właśnie wirus EBV. Wykorzystując genom referencyjny tego wirusa opracowali oni matryce (tzw. sgRNA), które pełnią rolę CRISPR – czyli rozpoznają sekwencje kwasu nukleinowego specyficzne dla wirusa. A następnie zademonstrowali, że z pomocą tych matryc oraz białka Cas9 z komórek da się skutecznie usunąć.

Pod koniec czerwca pismo PLOS Pathogens opublikowało publikację grupy Roberta Lebbinka. Autorzy wykorzystali kilka różnych modelowych ludzkich linii komórkowych, aby pokazać, że CRISPR/Cas9 może być wykorzystany nie tylko do walki z wirusem Epsteina-Barr, ale także cytomegalowirusem oraz wirusem opryszczki. Ważnym elementem tej pracy – tak jak w przypadku badań Quake’a i Wanga – było pokazanie, że metoda skutecznie usuwa także wirusa uśpionego (czyli takiego, który w danym momencie nie wywołuje u gospodarza objawów, co oznacza, że może pozostać niewykryty).

Wyniki są oczywiście obiecujące w tym sensie, że CRISPR/Cas rzeczywiście wydaje się być odpowiedzią na wiele problemów, z którymi się zmagamy. Warto jednak pamiętać, że od demonstracji w liniach komórkowych do zatwierdzonego leku droga jest daleka oraz wyboista. CRISPR/Cas wciąż zmaga się z problemami praktycznymi: w jaki sposób dostarczyć elementy systemu do wszystkich komórek docelowych (których mogą być przecież miliony, a nawet miliardy)? W jaki sposób zapewnić bezpieczeństwo metody? Chociaż CRISPR/Cas jest bardzo specyficzny, to jednak nierzadko dla danej sekwencji w genomie znajduje się kilka miejsc, które są z nią komplementarne. Co oznacza, że DNA cięciu ulegać może w kilku miejscach – nie tylko tych, które są naszym celem (oznacza to też, że jeśli w ludzkim genomie znajdzie się sekwencja identyczna do wirusowej, to uszkodzeniu może też ulec nasze własne DNA).

Z pewnym napięciem zatem oczekiwać powinniśmy dalszych badań – wstępnie na zwierzęcych modelach laboratoryjnych, potem być może na szympansach, a także na modelach organoidowych (trójwymiarowych hodowlach ludzkich komórek, których właściwości nieco bardziej przypominają ludzkie tkanki, niż dwuwymiarowa hodowla w szlace Petriego).

2 Comments

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s