Нанотехнологическое редактирование генов для уничтожения резервуара ВИЧ в мозге у наркозависимых

Злоупотребление опиатами — значимый фактор риска заражения ВИЧ, и в сочетании они оказывают разрушительное воздействие на мозг. Учёные из Медицинского колледжа Герберта Вертхайма (HWCOM) при Международном университете Флориды (FIU) изучают новые методы терапии, способные прервать ВИЧ-инфекцию и смягчить повреждающее действие опиатной зависимости на центральную нервную систему.

Амбициозное пятилетнее исследование стоимостью $3.5 млн, финансируемое Национальными институтами здравоохранения (NIH), уже началось и будет завершено к 2021 году. Исследователи надеются, что работа приведёт к созданию многоцелевой платформы для лекарств, нацеленных на другие трудноизлечимые заболевания, такие как боковой амиотрофический склероз (БАС), болезни Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона.

Институт нейроиммунной фармакологии при HWCOM под руководством заведующего кафедрой и заместителя декана факультета иммунологии Мадхавана Наира объединяет усилия с Камелем Халили, заведующим кафедрой нейронаук в Университете Темпл, и Комплексным нейро-СПИД-центром Медицинской школы Льюиса Каца при Университете Темпл. Новое исследование объединит стратегию редактирования генов Халили с использованием нанотехнологий и работу Наира по помощи потребителям опиатов с ВИЧ.

Несмотря на значительные успехи антиретровирусной терапии (АРТ), используемой для лечения ВИЧ-пациентов, АРТ не способна проникнуть через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) при системном введении. Кроме того, устранение ВИЧ из центральной нервной системы и периферических резервуаров остаётся сложной задачей из-за способности генома ВИЧ интегрироваться в геном хозяина.

Однако прогресс в нанотехнологиях расширил возможности для новых систем доставки лекарств, способных пересекать ГЭБ, чтобы распознавать и уничтожать ВИЧ в мозге. Наир и другие учёные из Института нейроиммунной фармакологии при HWCOM объединили нанотехнологии с магнитоэлектрическими наночастицами (MENPs) в качестве носителей лекарств, активируемых/контролируемых внешним полем. Они предлагают уникальную возможность низкоэнергетического и бездиссипативного высвобождения лекарств по требованию через ГЭБ.

Система доставки лекарств на основе MENP Наира теперь стала основой для партнёрства с Халили, который разработал систему Cas9/gRNA — инструмент генной инженерии, показавший большие перспективы в поиске и уничтожении копий ВИЧ, внедрившихся в геном хозяина.

Партнёрство будет использовать Cas9/gRNA для полного удаления интегрированных копий генома ВИЧ из хромосомы хозяина с помощью системы доставки лекарств на основе MENP.

«Впервые мы отправляем лекарство в мозг, которое устранит латентный ВИЧ, а также доставит антагонист морфина (метилналтрексон) через ГЭБ неинвазивным способом, чтобы защитить нейроны от нейродегенеративных эффектов, вызванных морфином», — говорит Наир. MENP неинвазивна и быстро действует, а этот новый междисциплинарный подход также обеспечит беспрецедентные 3D-диагностические снимки и позволит очистить мозг от наночастиц, переместив их на периферию с помощью обратной внешней магнитной силы после доставки «груза».