Chỉnh sửa gen được sử dụng để phát hiện ra các protein của con người bị HIV chiếm đoạt để tái tạo trong máu • Bằng cách hiểu rõ hơn về cách vi rút tái tạo, các phương pháp điều trị một ngày nào đó có thể trở thành phương pháp chữa khỏi • 'Xét nghiệm mới này là sự trình bày trung thực nhất về những gì đang xảy ra trong cơ thể trong quá trình nhiễm HIV mà chúng ta có thể dễ dàng nghiên cứu trong phòng thí nghiệm.
Các nhà khoa học tại Northwestern Medicine đang sử dụng những tiến bộ mới trong công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR để phát hiện ra sinh học mới có thể dẫn đến các phương pháp điều trị lâu dài hơn và các chiến lược điều trị mới đối với Virus gây suy giảm miễn dịch ở người (HIV).
Đại dịch HIV đã bị bỏ qua trong đại dịch COVID-19 nhưng là mối đe dọa nghiêm trọng và liên tục đối với sức khỏe con người với ước tính khoảng 1,5 triệu ca nhiễm mới chỉ trong năm ngoái.
Các nhà phát triển thuốc và các nhóm nghiên cứu đã tìm kiếm các phương pháp chữa trị và các phương thức điều trị mới cho HIV trong hơn 40 năm nhưng bị hạn chế bởi sự hiểu biết của họ về cách thức virus lây nhiễm trong cơ thể con người. Làm thế nào mà loại virus nhỏ bé, khiêm tốn chỉ có 12 protein - và bộ gen chỉ bằng một phần ba kích thước của SARS-CoV-2 - lại xâm nhập các tế bào của cơ thể để nhân rộng và lây lan khắp các hệ thống?
Một nhóm liên ngành tại Northwestern đã tìm cách trả lời chính câu hỏi đó.
Trong nghiên cứu mới của nhóm, được công bố hôm nay (1 tháng 4) trên tạp chí Nature Communications , các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp chỉnh sửa gen CRISPR mới để xác định các gen người quan trọng đối với sự lây nhiễm HIV trong máu, tìm ra 86 gen có thể đóng một vai trò trong cách HIV tái tạo và gây bệnh, bao gồm hơn 40 trường hợp chưa bao giờ được xem xét trong bối cảnh lây nhiễm HIV.
Nghiên cứu đề xuất một bản đồ mới để hiểu cách HIV tích hợp vào DNA của chúng ta và hình thành bệnh nhiễm trùng mãn tính.
“Các phương pháp điều trị bằng thuốc hiện có là một trong những công cụ quan trọng nhất của chúng tôi trong việc chống lại đại dịch HIV và đã có hiệu quả đáng kinh ngạc trong việc ngăn chặn sự nhân lên và lây lan của vi rút”, Judd Hultquist, đồng tác giả của Northwestern, cho biết. "Nhưng những phương pháp điều trị này không chữa khỏi bệnh, vì vậy những người nhiễm HIV phải tuân theo một chế độ điều trị nghiêm ngặt yêu cầu liên tục tiếp cận với dịch vụ chăm sóc sức khỏe tốt với giá cả phải chăng - đó đơn giản không phải là thế giới chúng ta đang sống."
Hultquist cho biết với sự hiểu biết nhiều hơn về cách virus tái tạo, các phương pháp điều trị một ngày nào đó có thể trở thành phương pháp chữa trị.
Hultquist là phó giám đốc Trung tâm gen mầm bệnh và tiến hóa vi sinh vật tại Trường Y Feinberg thuộc Đại học Northwestern và là trợ lý giáo sư y khoa về các bệnh truyền nhiễm tại Feinberg.
(adv)
Trước đây, các nghiên cứu đã dựa vào việc sử dụng các tế bào ung thư bất tử của con người (như tế bào HeLa) làm mô hình để nghiên cứu cách HIV nhân lên trong phòng thí nghiệm. Trong khi những tế bào này dễ dàng thao tác trong phòng thí nghiệm, chúng là những mô hình không hoàn hảo của tế bào máu người. Ngoài ra, hầu hết các nghiên cứu này sử dụng công nghệ để giảm sự biểu hiện của một số gen nhất định, nhưng không tắt chúng hoàn toàn như với CRISPR, có nghĩa là các nhà khoa học không thể luôn xác định rõ ràng liệu một gen có liên quan đến việc giúp đỡ hoặc ngăn chặn sự nhân lên của virus hay không.
Hultquist cho biết: “Với hệ thống CRISPR, không có trung gian - gen đang bật hay tắt. "Khả năng bật và tắt gen trong các tế bào được phân lập trực tiếp từ máu người là một yếu tố thay đổi cuộc chơi - xét nghiệm mới này là sự trình bày trung thực nhất về những gì đang xảy ra trong cơ thể trong quá trình nhiễm HIV mà chúng tôi có thể dễ dàng nghiên cứu trong phòng thí nghiệm."
Trong nghiên cứu, tế bào T - loại tế bào chính mà HIV nhắm tới - được phân lập từ máu người hiến tặng, và hàng trăm gen đã bị loại bỏ bằng cách sử dụng chỉnh sửa gen CRISPR-Cas9. Các tế bào "knock-out" sau đó bị nhiễm HIV và được phân tích. Các tế bào bị mất một gen quan trọng cho sự nhân lên của vi rút cho thấy khả năng lây nhiễm giảm, trong khi các tế bào mất yếu tố kháng vi rút cho thấy sự gia tăng nhiễm trùng.
Từ đó, nhóm nghiên cứu xác thực các yếu tố đã xác định bằng cách loại bỏ chúng một cách có chọn lọc ở các nhà tài trợ mới, nơi họ tìm thấy gần như thậm chí là phá vỡ các con đường mới được phát hiện và những con đường đã được nghiên cứu kỹ lưỡng.
Tiến tới phương pháp chữa khỏi HIV
Hultquist cho biết phát hiện của họ đại diện cho một "sự phân chia hoàn hảo" giữa các yếu tố mới lạ và đã biết để biết rằng họ đang làm điều gì đó đúng đắn.
Hultquist cho biết: “Đây là một bằng chứng thực sự tuyệt vời cho thấy các bước và quy trình mà chúng tôi đã thực hiện để thực hiện nghiên cứu là rất chắc chắn và được suy nghĩ kỹ lưỡng. "Gần một nửa số gen mà chúng tôi tìm thấy đã được phát hiện trước đây làm tăng niềm tin vào bộ dữ liệu của chúng tôi. Điều thú vị là hơn một nửa - 46 - trong số các gen này chưa từng được xem xét trong bối cảnh lây nhiễm HIV, vì vậy chúng đại diện cho những con đường trị liệu tiềm năng để xem xét. "
Nhóm nghiên cứu rất vui mừng về việc phát triển thêm công nghệ này để cho phép sàng lọc trên toàn bộ bộ gen, nơi họ loại bỏ hoặc kích hoạt độc lập mọi gen trong bộ gen người để xác định tất cả các yếu tố vật chủ tiềm ẩn của HIV. Những dữ liệu này sẽ đại diện cho một phần quan trọng trong câu đố, sẽ đưa chúng đến gần hơn với các chiến lược chữa bệnh.
Theo Science daily
