Исследователи из Гарвардского института стволовых клеток реконструировали древний вирус, признанный весьма эффективным в поставке генной терапии к печени, мышцам и сетчатке.
Открытие, опубликованное в издании Cell Reports, обладает потенциалом применения для проектирования генных терапий, которые не только безопасней и мощнее, чем имеющиеся в настоящее время, но и способны помочь большему числу пациентов.
«Мы полагаем, что благодаря исследованию поймем, как строятся сложные биологические структуры, такие как аденоассоциированные вирусы», сообщил старший автор исследования Люк Ванденберге. „Это знание поможет нам спроектировать вирусы следующего поколения для использования в качестве векторов в генотерапии“.
Вирус как носитель терапии
Вирус вследствие своей природы может быть идеальной системой поставки для генотерапии. Для выживания вирус должен проникнуть в организм носителя необнаруженным и передать генетический материал в его клетки, чтобы делиться и распространяться. Используя это свойство в своих целях, ученые способны внедрить лечебные гены в вирус, чтобы затем с помощью вирусов перенести их в соответствующие клетки или ткани в человеческом организме.
Аденоассоциированные вирусы, используемые для генотерапии, оказались предпочтительней вирусов, которые естественным образом циркулируют среди людей. Если использовать обычный вирус, человеческий организм, а именно иммунитет, с высокой вероятностью распознает его и уничтожит прежде, чем он поставит лекарство. Создание новых неопасных вирусов может привести к увеличению числа людей, для которых генотерапия окажется эффективной.
Но все усилия по созданию такого аденоассоциированного вируса зашли в тупик из-за его запутанной структуры. Все белки в оболочке вируса должны соответствовать друг другу подобно частям паззла. Изменение одной из частей для достижения определенной выгоды может привести к разрушению структурной целостности всей оболочки.
Повторение пройденного
Чтобы решить проблему, Ванденберге с коллегами из медицинской школы Гарварда обратились к эволюционной истории. Долгое время предки аденоассоциированных вирусов подвергались ряду изменений, причем структурная целостность сохранялась, а некоторые функции постепенно изменялись. Исследователи сумели воссоздать эволюционную хронологию изменений и спроектировали в лаборатории девять искусственных древних вирусов. Наиболее древний вирус, ANC80, после введения мышам успешно достиг печени, мышц и сетчатки без токсичных побочных эффектов.
В будущих исследованиях ученые опишут взаимодействие между вирусом и носителем в ходе эволюции и продолжат поиски улучшенных векторов для клинического применения. Также они исследуют потенциал Anc80 для лечения заболеваний печени и сетчаточных форм слепоты.
«Разработанные и описанные в данном исследовании векторы демонстрируют уникальную и мощную биологию, которая подтверждает их применение в генной терапии», заключил Ванденберге.
