想象一下使用药物来预防人类免疫缺陷病毒(HIV)感染,治疗艾滋病毒感染的患者以及消除晚期疾病患者的所有潜在病毒复制品。这听起来像是科幻小说,Soak生物学研究所的科学家已经开发出了一种强大的防御系统,被许多细菌使用,并训练了这种剪刀状的机器来识别HIV病毒。这种药物离我们更近了一步。
论文的主要作者,索克生物学研究所基因表达研究所的Juan Carlos Ispis Abelmonte教授说:这种免疫反应使我们能够设计针对人类患者中诸如HIV的破坏性病毒的新平台。
当HIV病毒的副本入侵人体细胞时,会造成巨大的破坏。它将细胞本身的分子机制转移到用于产生病毒的遗传物质的副本上,然后将这些副本嵌入到细胞自身的基因中。从那时起,宿主细胞已成为HIV工厂,产生新的病毒副本并传播到全身。现有的HIV药物针对这一生命周期中的各个步骤。例如,有些阻止病毒整合到细胞的DNA中,而另一些试图阻止受影响的细胞产生病毒。
新论文的*作者,Ispisua Belmonte实验室的研究助理廖信凯(Ken)Liao:廖辽宁说:“艾滋病毒可能是潜伏的,因此患者通常在余生中每天或每周需要服药,这会浪费金钱,时间和精力。 “
为了解决这个问题,Liao和Izpisua Belmonte专注于一种叫做CRISPR的分子防御系统,细菌利用该系统在特定位置切割外源DNA。自从*近发现以来,科学家们已经开始使用CRISPR编辑几个基因。 Liao和Izpisua Belmonte也对它们的保护功能着迷,并想知道他们是否可以对CRISPR进行编程以切割和破坏人类细胞中的病毒。由于CRISPR使用称为指导RNA(gRNA)的遗传物质的多个片段来指导裂解,因此科学家开发了与HIV病毒独特位点结合的几种指导RNA。为了使该系统在感染HIV的免疫细胞中起作用,他们添加了CRISPR,引导RNA和其他必要的分子,以确保CRISPR正常切割HIV基因的正确位点并使病毒灭活。发现。这样可以完全清除多达72%的病毒细胞。 CRISPR不仅可以阻止病毒开始感染细胞时释放的病毒拷贝,而且还可以切碎隐藏在细胞DNA中的HIV。
其他一些研究小组已经报道了使用类似的通过CRISPR靶向HIV的方法,但是Salk生物研究所的一项新研究表明这种方法是有效的。灭活病毒的一种版本,而不是全长HIV的缩写。该研究小组以更完整的方式揭示了CRISPR如何靶向人类活细胞中的HIV,并证实了其可以在病毒插入基因组之前和之后发挥作用。做到了。
廖:“ CRISPR确实可以从人类基因组中清除这种病毒。”
接下来,廖和同事试图在HIV感染之前将CRISPR系统添加到人细胞中。他们证实了该系统可以预防HIV感染-CRISPR在HIV开始复制之前就将病毒的所有副本切碎了。
Izpisua Belmonte说: “这项技术的主要优势不仅在于能够去除整合到人类基因组中的病毒DNA,而且*重要的是其预防性应用。在病毒生命周期的早期就将其消除。允许您与传统疫苗竞争。它以类似的方式预防人细胞感染。”
但是,如何在人类患者中使用该技术并避免使用CRISPR。需要更多的研究来确定艾滋病毒是否正在迅速发展。考虑到这一点,研究团队正在研究在CRISPR混合物中添加更多引导RNA的作用,以使这种保护作用能够同时识别出病毒的更多区域。廖说: “ HIV病毒可以迅速突变。同时针对多个区域可以减少病毒产生抗药性的机会。”