Генетична модифікація, основана на генному драйві, дозволила поширити серед вірусів всередині тіла мишей варіант, що знижує його стійкість до знищення імунною системою. Це відкриває шлях до можливого нового типу противірусних засобів, які працюють через націлення вірусів одне на одного. Про досягнення, описані у препринтах на bioRxiv, повідомляє сайт журналу Science.
Віруси герпесу в ядрі клітини. SCIENCE HISTORY IMAGES / ALAMY
Що за генний драйв допоможе боротися з вірусами?
Більшість організмів, що розмножуються статево, тобто передають потомству половину генетичного матеріалу, мають по два набори ДНК, а відповідно й по два варіанти усіх генів. При цьому шанси організму передати один з цих варіантів потомству складає у нормі 50 відсотків. Однак, досліди давно показали, що за певних умов шанси вже не такі рівні. Природною або ж штучною генетичною зміною можна добитися того, що один з двох варіантів гена передаватиметься в спадок частіше за інший, збільшуючи його частоту в популяції. Явище відоме як генний драйв і тестується як генетичний метод виведення, наприклад, ліній комах-шкідників, потомство яких буде стерильне чи нежиттєздатне.
Оскільки віруси не розмножуються статево, а змушують інфіковану клітину виробляти їхні копії, то довгий час генний драйв не розглядали як спосіб боротьби з ними. Та досліди останніх років показали, що одночасно інфікуючи одну клітину, віруси призводять до зміни послідовності вірусної ДНК в ядрі клітини, подібно до генного драйву, що впливає на передачу генів наступним поколінням вірусів. Тому вчені Дослідницького центру раку імені Фреда Хатча та Інституту дослідження старіння імені Бака з колегами хотіли з'ясувати, чи можна контрольованим генним драйвом знешкодити віруси, як комах-шкідників.
Якого результату досягли науковці?
Вчені провели досліди з герпесвірусами 1 типу, що як і інші герпесвіруси, можуть лишатися в організмі протягом всього життя, періодично спричиняючи прояви інфекції. Дослідники використали метод генетичного редагування CRISPR-Cas9, щоб заблокувати ген, який захищає віруси від знешкодження імунною системою. Відтак модифіковані віруси ввели у тканини та в організм мишей разом зі звичайними штамами герпесвірусу.
Як з'ясувалося, генний драйв призводить до ефективного поширення в популяції вірусів дефектного для них гена. Це зробило збудників вразливішими, що може допомогти у лікуванні. Досліди також вказали, що в різних частинах тіла метод працює неоднаково, і особливо сильною варіабельність була в мозку. Так, у корі генетична зміна поширилася на 25 відсотків нових вірусів, тоді як у стовбурі мозку — на 90 відсотків. Це означає, що технологія має значний потенціал, але її потрібно ще досліджувати, щоб зрозуміти, як безпечно та ефективно використовувати на людях.