Gen wirusowy może stanowić nowe podejście do walki z opryszczką

Słowa "opryszczka" i "rozprzestrzeniać się" w tym samym zdaniu zazwyczaj nie zwiastują niczego dobrego. Chyba że mówimy o nowym, ciekawskim wirusie. Ten wirus zawiera specjalnie zaprojektowaną DNA, zwaną napędem genowym, która rozprzestrzenia się od jednej opryszczki do drugiej. I może to być pierwszy krok ku zupełnie nowej metodzie leczenia tej infekcji, jak informują badacze 17 września w Nature Communications. Na razie zespół wykazał po prostu, że sekwencja DNA napędu genowego potrafi przekopiować się do genomów innych wirusów opryszczki podczas infekcji myszy. Ale celem jest stworzenie wirusa z napędem genowym, który zatrzyma zakażenia opryszczką u ludzi - mówi Keith Jerome, wirusolog z Centrum Nowotworowego Freda Hutchinsona w Seattle. Jerome ostatecznie chce móc powiedzieć pacjentom: "Już nigdy nie musisz się martwić tym wirusem. Nigdy nie spowoduje choroby. Nie zarazisz już nikogo. Nie ma to znaczenia dla twojego życia." Mimo że niektórzy mogą uważać opryszczkę za bardziej uciążliwą niż bolesną, "te wirusy mają ogromny wpływ na zdrowie ludzi", mówi Jerome. Mogą one powodować szeroki zakres objawów - niektórzy nawet nie wiedzą, że są zainfekowani, podczas gdy inni mają ostry ból w okolicach genitaliów lub ust. Obecne terapie obejmują leki przeciwwirusowe, ale one tylko tłumią wirusa, nie eliminują go. Jednym z wyzwań jest to, że opryszczka może uśpić się w komórkach nerwowych ludzi na miesiące lub lata, a następnie nagle się obudzić, powodując nowe pęcherzyki. Zakażenie trwa przez całe życie. Metoda, która unieszkodliwi uśpiony wirus, mogłaby potencjalnie wyleczyć infekcję. Ale jak to zrobić? Marius Walter, wirusolog z Fred Hutch, pamięta, że kiedyś przeczytał artykuł twierdzący, że zaprojektowanie napędów genowych w wirusach jest niemożliwe. "To mnie zainspirowało" - mówi. Przez lata naukowcy badali napędy genowe u owadów. Mogą oni stworzyć na przykład komary z genem odpornym na pasożyty, który szybko rozprzestrzenia się w kolejnych pokoleniach. Mogłoby to być użyteczne w zapobieganiu malarii, choroby wywołanej przez pasożyty - chociaż żaden napęd genowy nie został jeszcze przetestowany na wolności. Walter był ciekawy, czy podobna strategia mogłaby działać w wirusach. Zamiast napędu genowego, który rozprzestrzenia się od rodzica komara do potomstwa, chciał napędu, który rozprzestrzenia się od jednego wirusa do sąsiadujących. W 2020 roku Walter i Eric Verdin z Buck Institute for Research on Aging, Novato, Kalifornia, zrobili dokładnie to. Napęd genowy zaprojektowany do opryszczki mógł przenieść się na inne wirusy w zlewce, jak informują obaj w Nature Communications. Ten napęd genowy zawierał edytor genów CRISPR, który obcina DNA innych wirusów. Kiedy wirusy naprawiają się, korzystają z napędu genowego jako szablonu, kopiując zmodyfikowaną DNA do swoich genomów. To dzięki temu, jeden wirus napędowy może namnażać się w wielu innych. W nowych badaniach zespół Waltera przetestował tę technikę na myszach, zakażając je dwoma różnymi wirusami. Jeden to wirus opryszczki zaprojektowany do świetlenia na żółto. Drugi to wirus z napędem genowym. Napęd genowy zawierał instrukcje genetyczne do produkcji czerwonego białka fluorescencyjnego. Badacze spoglądali na różne tkanki myszy pod mikroskopem i widzieli zarówno żółty, jak i czerwony - znak, że komórki mogą być zainfekowane jednocześnie przez wiele wirusów. To nie było oczywiste, mówi Walter. A może nawet bardziej zachęcające: względna ilość kolorów się zmieniała w czasie. Po czterech dniach, nawet do 90 procent wirusa w mózgu było czerwone. To oznaczało, że prawie cały wirus żółty zmienił się w wersję z napędem genowym, mówi Walter. Napęd genowy mógł również przenikać do uśpionych wirusów, zespół pokazał to w eksperymentach na myszach, które wcześniej były zainfekowane opryszczką. Celowanie w te "spiące się" wirusy jest kluczowe dla przyszłych terapii, mówi Walter. Następnym krokiem zespołu jest stworzenie wirusowego napędu genowego, który nie tylko zmienia kolor wirusa. Przyszłe wersje zmienią wirus opryszczki z czegoś, co powoduje chorobę, na coś, co jest mniej zakaźne, być może powoduje łagodniejsze objawy. "Nasz cel to zamienić to w rzeczywiste terapie, które pomogą ludziom" - mówi Jerome. Obecnie technologia jest daleka od potencjału terapeutycznego, mówi Hongsheng Dai, wirusolog z Południowego Uniwersytetu Medycznego w Kantonie, Chiny, który również opublikował prace na temat napędu genowego opryszczki. Zauważa, że niektóre wirusy w nowych badaniach stały się odporne na napęd genowy, chroniąc je przed jego możliwościami edycji genów. To problem, jeśli chcesz wyeliminować konkretny wirus - mówi Dai.

Ale zespół Waltera nie wydaje się zaniepokojony. Istnieją sposoby na uniknięcie oporu, mówi. Naukowcy mogą próbować celować w gen drive w różne obszary genomu wirusa. To coś, co trzeba będzie zbadać - mówi.

Niemniej jednak, najprawdopodobniej minie jeszcze wiele lat zanim technologia taka jak ta będzie gotowa do użycia, mówią Walter i Jerome. Będą musieli upewnić się, że wirus gen drive nie powoduje choroby. I będą musieli pokazać, że nie jest on przenoszony między ludźmi. "Musimy być pewni, że wszystko jest bezpieczne", mówi Jerome.