Новостные ленты на днях пестрили заголовками о том, что ВИЧ побежден учеными из Германии, впрочем, англоязычные новостные ленты были куда более осторожными в формулировках. Попробуем разобраться, что же сделали исследователи из Дрезденского технического университета (TUD), и о чем писал журнал Nature Biotechnology в феврале.

Современная комбинированная антиретровирусная терапия эффективно подавляет репликацию ВИЧ у человека, но в относительно небольшом числе клеток-резервуаров интегрирован провирус (геном вируса, встроенный в ДНК клетки-хозяина), что не позволяет полностью удалить ВИЧ из организма человека. Для создания противовирусного средства, способного искоренить провирус из инфицированных клеток, немецкие исследователи провели 145 направленных циклов прицельного изменения рекомбиназы (Brec1) так, чтобы ее активный сайт смог распознавать специфическую последовательность нуклеотидов, присутствующую в длинных концевых поворотах (LTR, long terminal repeat) большинства клинически значимых штаммов ВИЧ. Полученная рекомбиназа Brec1 эффективно, точно и безопасно удаляет интегрированный провирус из инфицированных клеток как в культуре in vitro, так и у гуманизированных мышей. Исследователи предполагают, что Brec1 имеет клинический потенциал для терапии ВИЧ-1 инфекции.

Геном ретровируса иммунодефицита человека (ВИЧ) состоит из одноцепочечной молекулы РНК, которая, прежде чем встроиться в хромосомы человека, с помощью обратной транскриптазы, содержащейся в вирусной частице, преобразуется в форму двуцепочечной ДНК. Встраивание в геном клетки происходит с участием интегразы вируса, этот процесс происходит на особых att-сайтах (attachment), фланкирующих геном вируса в составе длинных концевых повторов (LTR). Аналогичным образом действуют и другие ДНК-ферменты — транспозазы и сайт-специфические рекомбиназы, вырезающие определённые фрагменты ДНК из хромосом, обнаруживающие места «вырезки» по специфическим нуклеотидным последовательностям.

Идея модификации различных рекомбиназ для распознавания и вырезания провирусов из ДНК не нова, различными командами генных инженеров и ранее предпринимались попытки вырезать в том числе и провирусную ДНК, используя, например, Cre-рекомбиназу бактериофага P1, которая широко используется в генной инженерии, однако, данная рекомбиназа «видела» лишь loxP-сайты, а не loxLTR-сайты, характерные для вирусного генома. Sarkar, Hauber и другие еще в 2007 году провели «in vitro эволюцию» Cre-рекомбиназы, получив Tre-рекомбиназу, подобную Brec1, распознающую loxLTR-сайт ВИЧ, и вот эта Tre-рекомбиназа уже оказалась способна вырезать из ДНК клеток человека провирус ВИЧ. Работы немецких исследователей являются эволюционным продолжением тех наработок, что были получены 9 лет назад. Среди сегодняшней команды из Германии мы видим многие фамилии ученых, что начинали работу в этом направлении.

Очень хорошо, что немецкие ученые спустя много лет работ смогли привлечь внимание медиа к своей работе, надеемся, что это благоприятно отразится на финансировании их, без малейшей иронии, впечатляющих проектов, однако, следует констатировать, что в прикладном смысле пока революции не произошло, пока абсолютно не ясно как долго подобным технологиям генной инженерии развиваться до того уровня, что позволит начать их широко применять в терапии заболеваний, в том числе и ВИЧ-инфекции.

• Karpinski J, Hauber I, Chemnitz J. и др. «Directed evolution of a recombinase that excises the provirus of most HIV-1 primary isolates with high specificity» Nat Biotechnol. 2016 Feb 22. doi: 10.1038/nbt.3467.
• Recombinase Brec1 trend-setting for future HIV therapy, пресс-релиз TAD, 22 февраля 2016.