Screening lidských genů CRISPRem objevil slibné cíle pro léčbu HIV

Retrovirus HIV je pro nás stále více než důstojným soupeřem. Abychom jej porazili, musíme důkladně využívat všechny myslitelné metody a postupy, včetně těch nejnovějších. Tým vědců Whitehead Institute, Ragon Institute of MGH, MIT, Harvard University a Broad Institute použili dnes velmi populární genomový editor CRISPR-Cas9, a s jeho pomocí v lidském genomu identifikovali tři nové slibné cíle pro léčbu infekce virem HIV.

Podle studie, kterou nedávno uveřejnil web časopisu Nature Genetics, badatelé hledali lidské geny, které jsou kriticky významné pro úspěšnou invazi viru HIV, a zároveň nejsou životně důležité pro provoz lidské buňky. David M. Sabatini z Whitehead Institute, Broad Institute a MIT, a jeho spolupracovníci nakonec objevili pět takových genů. Tři z nich jsou v tom ohledu nové, protože je neodhalil předchozí výzkum postavený na RNA interferenci. Velmi zajímavý je nejen výsledek i samotná metoda. Stejný postup totiž bude možné využít i při hledání cílů pro léčbu jiných virových infekcí.

Sabatani a spol. prý byli překvapení tím, že virus HIV ke své infekci potřebuje tak málo genetických faktorů v hostitelské buňce. Krása screeningu založeného na technologii CRISPR-Cas9 je podle něj v tom, že poskytuje jasné a robustní výsledky. Podle badatelů Sabatiniho týmu dnešní léčebné postupy proti HIV v naprosté většině případů cílí na proteiny zlovolného viru. Jenže viry, to jsou mistři světa v mutování. Obvykle to netrvá příliš dlouho a mezi viry HIV se objevují rezistence na látky používané při takové léčbě. Zejména v případech, kdy pacienti nedodržují předepsané dávkování. Lidské geny ale mutují mnohem méně, takže když lék cílí na ně, a pacientovi přitom příliš neuškodí, tak je to velmi slibné.

Viry obvykle nemají mnoho genů, HIV jich má ve výbavě jenom 9. Na takové geny se cílí poměrně snadno. Lidé mají oproti tomu přes 19 tisíc genů, takže je mezi nimi nutné usilovně hledat ty, na nichž viru HIV nejvíce záleží. CRISPR je v tomhle ohledu velmi účinným nástrojem. Dovede totiž nejen geny přepsat, ale také je tím kompletně vypnout. Sabatani s kolegy CRISPRem prověřili přes 18 500 lidských genů, tedy velkou většinu lidských protein-kódujících genů. Ukázali, že to jde, a že je tímto způsobem možné vytipovat celou novou třídu doposud nevyužívaných cílů pro terapii v léčbě infekčních onemocnění.

Dosavadní výzkum vystopoval dva lidské proteiny nezbytné pro úspěšný vstup viru HIV do hostitelských buněk, kterými jsou většinou pomocné T-lymfocyty (CD4 T-lymfocyty). Je to samotný protein CD4, a pak ještě protein CCR5. Kolem roku 2008 se objevily studie založené na RNA interferenci (RNAi), které pro léčbu HIV vytipovaly stovky možných cílů v lidském genomu. Jejich výsledky ale nejsou příliš konzistentní a podle všeho zahrnují velké množství falešně pozitivních údajů. RNA interference není pro tento typ výzkumu úplně nejvhodnější, protože testované proteiny neodstraní kompletně. Problém byl také v tom, že RNAi studie nepracovaly s pomocnými T-lymfocyty, což dále snižovalo jejich šanci na úspěch.

Sabatini s kolegy testovali s genomovým editorem CRISPR buňky, které byly odvozené od pomocných T-lymfocytů citlivých na infekci virem HIV. Kromě již zmíněných proteinů CD4 a CCR5 odhalili ještě tři další lidské proteiny, které HIV potřebuje k útoku na buňku, ale buňka může fungovat i bez nich. Jde o dva enzymy, TPST2 a SLC35B, které modifikují protein CCR5 tak, jak to potřebuje virus HIV ke svému průniku. Pátým identifikovaným proteinem je ALCAM, který se podílí na mezibuněčných spojích. Pokud jsou pomocné T-lymfocyty vystaveny takovému množství viru, jaké je běžné při přenosu na nového hostitele, tak vypnutí proteinu ALCAM poskytuje velmi výraznou ochranu proti infekci HIV. Teď přijde na řadu další výzkum, jehož úkolem bude prověřit, jak inhibice těchto proteinů zasáhne celý organismus a jestli bude možné tyto poznatky využít v léčbě nebo prevenci HIV.

Autor: RNDr. Stanislav Mihulka, Ph.D.

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.

Použité zdroje:

Původní zdroj:

Nature Genetics online 19. 12. 2016.

Sekundární zdroj:

Whitehead Institute for Biomedical Research 16. 12. 2016.