Группа ученых из Медицинского центра Утрехтского университета (Нидерланды) сообщила об успешном эксперименте по очищению зараженных клеток от герпесвирусов. В дальнейшим полученный результат может привести к появлению метода полного излечения людей от вирусов герпеса, а также способов борьбы с другими инфекциями, имеющими латентную стадию.
Герпес не расстается с человеком. С того момента, как пациент, подойдя к зеркалу, обнаружил у себя «простуду на губах», вирус герпеса будет сопровождать его до конца жизни. Многочисленные препараты с названиями на –вир (ацикловир, валацикловир и друние) не избавят от болезни совсем, смогут подавить размножение вируса и предотвратить появление симптомов болезни. В нормальном состоянии организма антитела иммунной системы человека смогут самостоятельно держать вирус под контролем. Но стоит этому контролю чуть ослабнуть, болезнь проявится вновь.
Все дело в способности герпесвирусов, проникая в нервные клетки, сохраняться в них длительное время «в режиме ожидания». В такие периоды вирусная ДНК не запускает процесс производства новых вирусов, а лишь создает особую цепочку РНК, так называемый «транскрипт латентой стадии» (HHV Latency Associated Transcript). Его роль в жизни вируса была выяснена лишь в 2008 году. Оказалось, что транскрипт латентной стадии разделяется на цепочки микроРНК, которые блокируют работу генов, связанных с размножением вируса. Это и обеспечивает герпесвирусам маскировку. При воздействии на организм человека стресса (например, переохлаждения) ДНК вируса начинает работать активнее. Она начинает производить больше информационной РНК, запускающей синтез необходимого для размножения белка. МикроРНК не успевают блокировать все молекулы информационной РНК, белок синтезируется, размножение вируса возобновляется – герпес выходит из подполья. Такой жизненный цикл вирусов герпеса привел к тому, что ими заражено не менее 90 % людей. Оставшиеся 10 % - это преимущественно маленькие дети, которые просто не успели повстречать вирус герпеса.
В природе существует множество вирусов герпеса. Свои болезни, вызываемые этими вирусами, есть у коров, лошадей, свиней, различных видов обезьян, птиц и даже рептилии. Человека заражают герпесвирусы восьми типов. Ту самую «простуду на губах» вызывает вирус простого герпеса первого типа (Herpes simplex virus-1, HSV-1), вирус второго типа (HSV-2) вызывает преимущественно генитальный герпес. Третий тип – это вирус ветряной оспы, который также вызывает опоясывающий лишай. Вирус четвертого типа, известный как «вирус Эпштейна – Барр» (EBV), вызывает «поцелуйную болезнь» (инфекционный мононуклеоз). Мононуклеоз может вызвать и вирус пятого типа – цитомегаломирус человека (HCMV). Шестой тип отвечает за детскую розеолу, или псевдокраснуху. Седьмой вероятно связан с синдромом хронической усталости. Вирус герпеса восьмого типа обнаруживается у всех пациентов, страдающих саркомой Капоши.
Большая часть перечисленных болезней кажутся неопасными и, как правило, быстро проходят (то есть прекращаются их проявления). Но вирус герпеса нельзя назвать безобидным. Стоит иммунной системе по каким-то причинам ослабнуть более обычного, он способен вызвать серьезные проблемы: висцеральный герпес (герпес внутренних органов), энцефалиты, лимфомы. Генитальный герпес связан с высоким риском рака шейки матки и рака простаты. Герпетическое поражение глаз может вызвать помутнение роговицы. Крайне опасен вирус герпеса для эмбрионов, если у матери заболевание вышло в активную стадию. Как правило, он приводит к гибели плода или тяжелым патологиям и смерти новорожденного. Потенциальные жертвы серьезных проявлений герпеса – все те, чья иммунная систем не работает в полную силу: получающие химиотерапию больные раком, пациенты с пересаженными органами, больные СПИДом.
Итак, от вируса герпеса в своем организме хотелось бы избавиться, но до самого последнего времени это казалось невозможным. На помощь пришла технология редактирования генома CRISPR/Cas9. Обычно термины молекулярной биологии редко становятся известными широкой публике. Исключение составляют разве что слово «ген», да аббревиатуры ДНК и РНК. Но труднопроизносимое название CRISPR/Cas9 стоит выучить тоже, поскольку уже сейчас понятно, насколько большой будет ее роль в медицине в ближайшем будущем. Желающим убедиться в этом предлагаем почитать сообщения лишь о некоторых научных достижениях последних лет, связанных с CRISPR/Cas9.
Для борьбы с герпесвирусами систему CRISPR/Cas9 применила команда ученых, которую возглавляют Эммануэль Вирц (Emmanuel J. H. J. Wiertz) и Роберт Ян Леббинк (Robert Jan Lebbink), о результатах своей работы они сообщили в электронном научном журнале PLOS Pathogens. В эксперименте использовались культуры клеток линии Vero, пораженные тремя типами вируса: HSV-1, цитомегаловирусом человека (HCMV) и вирусом Эпштейна – Барр (EBV).
Система CRISPR/Cas9, напомним, предназначена для того, чтобы вырезать определенные участки из молекулы ДНК. Для того, чтобы указать ей, где именно нужно резать, необходимы специальные направляющие молекулы РНК. В клетки вводят ДНК, кодирующую направляющую РНК и ген белка Cas9. ДНК строит направляющую РНК, та направляет белок Cas9 к нужной точки ДНК герпесвируса, белок разрезает вирусную ДНК.
Как оказалось, наиболее эффективно такая система действует на вирус Эпштейна – Барр. При разрезе в двух точках вирусного генома количество вирусов EBV в клетках падало на 95 %. Цитомегаловирус тоже оказался уязвимым к действию системы, но среди этих вирусов стали появляться мутантные формы с изменениями в участке, на который нацелена направляющая РНК, что обеспечивало им устойчивость. Авторы работы пришли к выводу, что при дальнейшем применении такого метода борьбы с вирусом необходима разработка и строгое соблюдение методик, исключающих возникновение мутантных устойчивых форм, подобно тому, как это делает при назначении антибиотиков. Вирус HSV-1 в латентной фазе оказался менее подвержен действию системы CRISPR/Cas9, но она смогла останавливать активную фазу вируса.
Авторы статьи полагают, что дальнейшая разработка новых направляющих РНК позволит создать технологию удаления из клеток вирусов герпеса всех типов, в том числе и в латентной фазе.
