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Herpesviren könnten mit Gen-Editing-Technik ausgerottet werden
Herpesviren sind verantwortlich für eine Reihe von Infektionen und Krankheiten, einschließlich Fieberbläschen, Gürtelrose, Herpes genitalis und sogar einige Formen von Krebs. Jetzt zeigen neue Forschungsergebnisse, wie eine revolutionäre Genom-Editing-Technik namens CRISPR / Cas9 diese Viren ein für allemal beseitigen kann.
Forscher sagen, dass das CRISPR / Cas9 Gen-Editing-Tool vielversprechend für die Beseitigung von Herpesviren ist.
Studien-Co-Autor Ferdy R. van Diemen, von der University Medical Center Utrecht, Niederlande, und Kollegen veröffentlichten kürzlich ihre Ergebnisse in der Zeitschrift PLOS Krankheitserreger.
CRISPR / Cas9 ist ein neuartiges System, das es Forschern ermöglicht, das Genom eines Organismus gezielt anzugreifen und zu verändern, indem sie Teile von DNA-Strängen ausschneiden, hinzufügen oder ersetzen.
Dieses Gen-Editing-Tool hat viel Aufregung in der medizinischen Welt verursacht, wobei Forscher behaupten, dass die Technologie helfen könnte, eine Vielzahl von Krankheiten zu behandeln.
Anfang dieses Jahres wurde zum Beispiel eine Studie in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft enthüllten, wie CRISPR / Cas9 die Muskelfunktion in Mausmodellen der Duchenne-Muskeldystrophie wiederherstellte.
Für diese neueste Studie untersuchten van Diemen und seine Kollegen, ob CRISPR / Cas9 ein wirksames Mittel zur Ausrottung von Herpesviren aus menschlichen Zellen sein könnte.
Es gibt insgesamt acht Herpesviren, von denen bekannt ist, dass sie Menschen infizieren. Sobald eine Person mit einem oder mehreren dieser Viren infiziert ist, ruhen sie lebenslang in den Wirtszellen. Die Viren können jederzeit reaktivieren und Symptome verursachen.
Die Forscher konzentrierten sich auf drei Herpesviren: Herpes-simplex-Virus Typ 1 (HSV-1), humanes Cytomegalovirus (HCMV) und Epstein-Barr-Virus (EBV).
HSV-1 ist eine Ursache von Fieberbläschen und HSV-Keratitis - eine Infektion der Hornhaut des Auges. HCMV kann Geburtsfehler verursachen, und EBV kann Mononukleose und einige Krebsarten - wie Burkitt-Lymphom - verursachen.
CRISPR / Cas9 beseitigte 95 Prozent des latenten EBV
Zunächst adaptierten die Forscher die CRISPR / Cas9-Technologie so, dass sie auch sogenannte "guide rRNAs" (gRNAs) enthält, bei denen es sich um Molekülsequenzen handelt, die wichtige Teile des viralen Genoms ansteuern.
Bei der Anwendung der Technologie auf mit EBV infizierte Lymphomzellen fanden die Forscher heraus, dass die gRNAs in der Lage waren, bestimmte EBV-DNA-Sequenzen in der latenten Phase anzugreifen, was die Entwicklung von Mutationen in diesen Regionen auslöst.
Diese Mutationen verursachen einen Verlust der EBV-Funktion und führen zu einer Instabilität der viralen DNA-Moleküle, erklärt das Team.
Durch die Verwendung von zwei spezifischen gRNAs, um ein für die EBV-Funktion entscheidendes Gen anzusteuern, fanden die Forscher heraus, dass sie etwa 95 Prozent des latenten EBV aus den Lymphomzellen eliminieren konnten.
Die Forscher wandten dann das modifizierte CRISPR / Cas9-Werkzeug auf mit HCMV infizierte Lymphomzellen an und fanden heraus, dass bestimmte gRNAs die HCMV-Replikation in Zellen während der aktiven Phase beeinträchtigten.
Sie identifizierten jedoch auch HCMV-Varianten, denen es gelang, der Gen-Editing-Technik zu entgehen, was bedeutet, dass CRISPR / Cas9 gleichzeitig auf mehrere HCMV-Stellen angewendet werden müsste, um das Auftreten resistenter HCMV-Genome zu verhindern.
Erkenntnisse eröffnen neue Wege zur Behandlung von Herpesviren
Schließlich testeten sie das adaptierte CRISPR / Cas9-Tool an Lymphomzellen, die mit HSV-1 infiziert waren. Trotz der schnellen Replikation dieses Virus - im Vergleich zu HCMV - stellte das Team fest, dass bestimmte gRNAs die HSV-1-Replikation in der aktiven Phase reduzierten.
Bei der Kombination von zwei rGNAs, die zwei HSV-1-verwandte Gene angreifen konnten, war das Team in der Lage, die HSV-1-Replikation vollständig zu stoppen.
Während der latenten Phase konnten die Forscher jedoch nicht das CRISPR / Cas9-System zur Bearbeitung des HSV-1-Genoms verwenden.
Dennoch glauben van Diemen und seine Kollegen, dass ihre Ergebnisse darauf hindeuten, dass CRISPR / Cas9 ein vielversprechendes Instrument zur Ausrottung von Herpesviren ist:
"Durch Targeting von Stellen in den Genomen von drei verschiedenen Herpesviren (HSV-1, HCMV und EBV) zeigen wir eine vollständige Hemmung der viralen Replikation und in einigen Fällen sogar eine Ausrottung der viralen Genome aus infizierten Zellen.
Die in dieser Studie präsentierten Ergebnisse eröffnen neue Wege für die Entwicklung therapeutischer Strategien zur Bekämpfung pathogener humaner Herpesviren unter Verwendung neuartiger Genom-Engineering-Technologien. "
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