В журнале Journal of Virology опубликованы результаты исследования, которые показали, что редактирование генов с помощью CRISPR/Cas9 может привести к нежелательным «разрезам» и изменениям в генных последовательностях, расположенных рядом с закрепленным геномом ВИЧ. Это может активировать гены, способствующие развитию рака, что вызывает опасения в отношении этой потенциальной стратегии излечения ВИЧ.

В настоящее время существует несколько стратегий потенциального излечения ВИЧ-инфекции, включая редактирование генов, поскольку считается, что оно способно навсегда удалить вирус из большинства или из всех клеток организма. Другой вариант – это введение в клетки новых или модифицированных генов, которые делают их устойчивыми к вирусу.

В рамках исследования голландские микробиологи использовали различные типы ВИЧ-инфицированных клеток в лаборатории, чтобы проверить, достаточно ли точен механизм редактирования генов, чтобы среди человеческой ДНК выбрать только провирусные последовательности ВИЧ, и достаточно ли точна «режущая» часть, чтобы не повредить соседние последовательности ДНК клетки.

Было обнаружено, что механизм редактирования точно находит цель (последовательности провируса), но при этом режущая часть приводит к случайному удалению или добавлению последовательностей ДНК в соседних невирусных областях, окружающих провирусную последовательность. Это напрямую отразится на изменениях в ДНК человека, подвергающегося генному редактированию.

Ученым удалось установить источник этих нежелательных изменений ДНК. Оказалось, что не «механизм редактирования» непосредственно изменяет и повреждает соседние последовательности ДНК, а сам процесс восстановления ДНК в клетках. Механизм редактирования приводит к образованию разрыва в обеих нитях молекулы ДНК, чтобы внедрить поврежденные последовательности в мишень (провирусную последовательность). Двухцепочечный разрыв – один из самых сильных сигналов тревоги в клетке, и в ней существует множество механизмов, позволяющих быстро исправить разрыв и соединить оба конца двухцепочечной молекулы ДНК. Некоторые из этих механизмов очень эффективны и приводят к полному восстановлению, в то время как другие могут нарушить точность восстановления.

Ученые в своей работе обращают внимание на то, что в человеческой ДНК есть гены, способные вызывать или способствовать развитию рака (протоонкогены). Поскольку ВИЧ встраивается в случайные места в генах, возможно, что рядом с протоонкогеном окажется провирус. Обычно такие протоонкогены «глушатся», то есть не делают ничего, но если описанный выше процесс добавления или удаления последовательностей ДНК при использовании генной терапии произойдет рядом с протоонкогеном, то возможна его активация.

Результаты исследования показывают, что механизм редактирования точно находит свою цель, однако процесс восстановления ДНК после редактирования может быть недостаточно эффективным. Это может приводить к изменениям в ДНК (мутациям), которые потенциально могут повышать риск развития заболеваний, в частности рака, в более позднем возрасте.

Однако следует учитывать, что эти результаты получены на клеточных культурах вне организма, что не дает полной картины. С одной стороны, эти эффекты могут быть еще более значительными, поскольку в нашем организме в сотни тысяч раз больше клеток, а значит, больше возможностей для совершения ошибок. Однако в организме клетки часто ведут себя иначе, чем в лабораторной посуде, поэтому они могут быть более эффективны в восстановлении ДНК.