科学家使用CRISPR和抗病毒疗法消除小鼠基因组中的HIV-1 DNA

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坦普尔大学刘易斯·卡兹医学院的卡梅尔·卡利利教授说:“我们的研究表明,相继给予抑制HIV复制的治疗和基因编辑疗法可以消除感染动物的细胞和器官中的HIV,”

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使用改良的CRISPR-Cas9基因编辑系统和长效缓释抗病毒疗法(LASER ART)的治疗策略,一组研究人员从存活小鼠的基因组中消除了具有复制能力的HIV-1 DNA。该研究发表在《自然通讯》杂志上,标志着朝着开发可能的人类艾滋病毒感染治疗方法迈出的关键一步。

科学家使用CRISPR和抗病毒疗法消除小鼠基因组中的HIV-1 DNA

坦普尔大学刘易斯·卡兹医学院的卡梅尔·卡利利教授说:“我们的研究表明,相继给予抑制HIV复制的治疗和基因编辑疗法可以消除感染动物的细胞和器官中的HIV,”

当前的HIV治疗着重于抗逆转录病毒疗法(ART)的使用,该疗法可抑制HIV复制,但不能从体内消除病毒。

因此,该疗法不能治愈HIV,需要终生使用。如果停止,艾滋病毒将反弹,重新开始复制​​并助长艾滋病的发展。

HIV反弹直接归因于该病毒将其DNA序列整合到免疫系统细胞基因组中的能力,在该系统中,它处于休眠状态并且超出了抗逆转录病毒药物的范围。

在先前的工作中,Khalili教授及其同事使用CRISPR-Cas9开发了一种新颖的基因编辑和基因治疗递送系统,旨在从携带病毒的基因组中去除HIV DNA。

在大鼠和小鼠中,他们发现被称为AAV9-CRISPR-Cas9的基因编辑系统可以有效地从感染细胞中切除HIV DNA的大片段,从而显着影响病毒基因的表达。但是,与ART相似,基因编辑无法完全消除HIV。

对于这项新研究,研究人员将他们的基因编辑系统与LASER ART疗法相结合,该疗法针对病毒的庇护所,并使HIV复制长时间保持在低水平,从而减少了ART的施用频率。

由于抗逆转录病毒药物的化学结构发生了药理变化,因此长效药物成为可能。经过修饰的药物被包装成纳米晶体,可以很容易地分布到HIV可能处于休眠状态的组织中。从那里开始,储存在细胞中数周的纳米晶体会缓慢释放药物。

Khalili教授说:“我们希望了解LASER ART是否能够抑制HIV复制足够长的时间,以使CRISPR-Cas9完全清除病毒DNA细胞。”

为了检验他们的想法,卡利利教授及其合著者使用了经过工程改造的小鼠,这些小鼠经改造后可产生易于感染HIV的人类T细胞,从而允许长期病毒感染和ART诱导的潜伏期。

一旦确定感染,将小鼠用激光ART治疗,然后用CRISPR-Cas9治疗。

在治疗期结束时,检查小鼠的病毒载量。

分析表明,大约有三分之一的HIV感染小鼠完全消除了HIV DNA。

Khalili教授说:“这项工作的最大信息是,通过同时使用LASER ART等方法同时进行CRISPR-Cas9和病毒抑制,才能治愈HIV感染。”

“我们现在有一条明确的道路,可以在一年之内进行非人类灵长类动物的试验,以及可能在人类患者中进行的临床试验。”

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