Новые инструменты на основе мРНК и редактирования генов дают надежду на лечение вируса денге
Вирус денге, болезненная и иногда смертельная инфекция, переносимая комарами, стремительно распространяется по планете. Сейчас 4 миллиарда человек живут в зонах риска, включая юго-восток США, где пока нет эффективного противовирусного лечения.
Команда исследователей под руководством биомедицинского инженера Фила Сантанджело разработала прорывную терапию для нацеливания и уничтожения вируса с помощью инструмента редактирования генов CRISPR-Cas13. Системная доставка лечения успешно справилась с вирусом денге у мышей, как объясняется в исследовании, опубликованном в Nature Microbiology.
Денге сложно лечить, отчасти из-за существования четырех разных серотипов вируса, что означает четыре разные мишени для вакцины. Заражение вторым серотипом после первого может привести к серьезному заболеванию, так как вторая атака может усилить первую. Симптомы включают лихорадку, тошноту, сыпь, боли (в том числе за глазами), а в некоторых случаях — внутреннее кровотечение, шок и смерть.
"Есть несколько проблем с лечением денге, поэтому мы задались вопросом: можем ли мы создать противовирусное средство на основе мРНК и CRISPR, где одна доза очистит организм от вируса? И это, по сути, то, что мы показали", — сказал Сантанджело.
Новое применение технологии
С глобальным распространением комара Aedes, переносящего денге и другие вирусы, появление такого лечения было бы как нельзя кстати.
"К сожалению, изменение климата способствует увеличению численности этих комаров, вызывающих вирусы. Так что быть готовым — хорошая идея", — отметил Сантанджело.
Это первый случай, когда лечение на основе мРНК и CRISPR сработало против системных вирусных инфекций на животных моделях. Ранее Сантанджело продемонстрировал его эффективность в исследованиях, посвященных легочным заболеваниям, включая лечение коронавируса. То было ингаляционное лечение с использованием полимерных наночастиц.
Для исследования вируса денге команда использовала липидные наночастицы (LNP) — крошечные жировые пузырьки, которые транспортируют лекарства через кровоток в клетки. Наночастицы несли специально закодированную молекулу матричной РНК (мРНК).
мРНК была закодирована белком Cas13a (CRISPR-белок, способный разрезать вирусную РНК) и гидовыми РНК (для направления Cas13a к целевой вирусной РНК). Когда закодированная мРНК доставлялась в инфицированные клетки через LNP, клетка использовала эти инструкции для создания Cas13a и гидовых РНК, которые уничтожали вирусную РНК внутри этих целевых клеток.
Военная точность
Однократная доза лечения была введена мышам, зараженным летальными дозами двух серотипов вируса денге, DENV-2 и DENV-3. Все обработанные мыши выжили без непреднамеренного повреждения их собственной РНК. После лечения исследователи также искали следы вируса в мозге мышей, но не нашли.
"Похоже, наше лечение предотвращает попадание вируса в мозг. Это может быть не так критично для денге, который не поражает мозг человека. Но это открытие может быть очень важным для вируса Зика, японского энцефалита, Западного Нила и других вирусов, которые действительно поражают мозг человека", — сказал Сантанджело.
Команда Сантанджело сейчас тестирует свой подход на других серотипах денге и будет изучать лечение на других вирусах.
"Нас очень интересует возможность использовать такие подходы для борьбы с как можно большим количеством вирусов одним мощным лечением. Мы пытаемся найти наиболее эффективный способ уничтожения этих вирусов. Мы еще не совсем там, но в конце концов мы доберемся", — заключил Сантанджело.