Công cụ CRISPR loại bỏ HIV ra khỏi động vật sống

Kể từ khi được phát hiện vào những năm 1980, nghiên cứu về sự lây nhiễm virus gây suy giảm miễn dịch ở người (HIV-1) đã đi một chặng đường dài. Những liệu pháp kháng retrovirus hiện tại ngăn cản sự sao chép của virus và phục hồi những tế bào T CD4+ bị mất đã cải thiện đáng kể tuổi thọ của những người bị nhiễm HIV. Dù vậy, việc phát triển một phương pháp điều trị đầy đủ vẫn còn nhiều khó khăn khi mà HIV-1 có khả năng chèn bản sao bộ gen của chúng vào tế bào T, nơi mà chúng có thể lặng lẽ tồn tại và chỉ hoạt động lại nhiều năm sau đó. Vì thế việc chữa trị không chỉ yêu cầu liệu pháp kháng virus mà cần thực hiện cả liệu pháp gen.

Sự xuất hiện của kĩ thuật chỉnh sửa gen CRISPR/Cas9 gần đây đã gây chú ý đến nhà nghiên cứu HIV Kamel Khalili từ Đại Học Temple tại Philadelphia, người đã tự hỏi liệu phương pháp này có thể cắt bỏ những provirus HIV đã gắn chèn vào bộ gen, từ đó hoàn toàn loại bỏ được virus ra khỏi người bệnh. Nhóm nghiên cứu đã phát triển một công cụ tinh chỉnh gene dựa trên CRISPR/Cas9 và thành công trong việc loại bỏ HIV-1 từ các tế bào nuôi cấy mà không làm tổn hại chúng, và hiện tại họ đã điều chỉnh lại công cụ và ứng dụng chúng cho những động vật sống.

Nghiên cứu này đã được đăng trên tạp chí Gene Therapy ngày 23 tháng 8 vừa qua. Khalili phát biểu: “Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã cho thấy rằng kĩ thuật điều chỉnh gene này có khả năng được vận chuyển hiệu quả đến nhiều cơ quan của hai mô hình động vật nhỏ và cắt bỏ một đoạn lớn DNA virus ra khỏi bộ gen của tế bào chủ”.

Vận chuyển những phân tử CRISPR/Cas9 đến động vật sống không phải là một công việc dễ dàng, vì thế Khalili và nhóm của ông chuyển hướng sang các vector adeno-associated virus (AAV), có khả năng biểu hiện gene liên tục với độc tính thấp (kéo dài đến một năm chỉ sau một lần tiêm). Dù vậy khả năng mang gen chèn của chúng thì khá nhỏ, vì thế nhóm đã chọn lựa một endonuclease Cas9 thích hợp, đó là saCas9, nó có thể tinh chỉnh bộ gen với hiệu quả tương tự như Cas9 nguyên thủy, như ngắn hơn 1kb. Nhóm đã tạo dòng Cas9 này cùng với hai RNA dẫn đường để định hướng nó tới DNA của HIV, và gói chúng trong bộ gen của AAV.

Sau khi chắc chắn rằng hệ thống CRISPR/Cas9 đóng gói trong AAV có thể loại bỏ HIV-1 ra khỏi những tế bào nuôi cấy có chứa một phần bộ gen HIV-1, các nhà khoa học chuyển hướng sàng chuột mang gen chuyển HIV-1, biểu hiện triệu chứng lâm sàng của HIV/AIDS. Sau khi điều trị những con vật này và kiểm tra mô bằng PCR, kết quả cho thấy trình tự tiền virus HIV đã bị cắt ra khỏi gan, tim, lách, phổi, thận, não và các tế bào lympho. Nhóm nghiên cứu tiếp tục sử dụng kĩ thuật PCR định lượng (quantitative PCR) để khẳng định rằng sự biểu hiện RNA virus đã sụt giảm mạnh ở những động vật được điều trị. Theo nhận định của Khalili: “Khả năng xâm nhập nhiều cơ quan có chứa bộ gen HIV-1 và điều chỉnh DNA virus của hệ thống vận chuyển AAV là dấu hiệu quan trọng cho thấy rằng liệu pháp này có thể chống lại sự tái hoạt động của virus từ những tế bào bị nhiễm và có tiềm năng để trở thành một liệu pháp chữa trị cho những bệnh nhân nhiễm HIV.

Với những kết quả đầy hứa hẹn từ những nghiên cứu sơ bộ, Khalili và cộng sự hiện tại đang tiếp tục với những nhóm động vật lớn hơn để đánh giá sự an toàn và hiệu quả của liệu pháp gene dựa trên CRISPR/Cas9 trong điều trị HIV, với mục tiêu dài hạn là cuối cùng sẽ tiến hành những thử nghiệm lâm sang trên người.

Trúc Đào: lược dịch

Triệu Anh Trung: biên tập

Bài báo:

1. Kristie Nybo. CRISPR Removes HIV From Live Animals. BioTechniques. 26 May 2016

Xin mời Quý Độc Giả bỏ ra 2-5 phút để làm một khảo sát mức độ hài lòng về bài viết của IBSG tại đây. IBSG chân thành cảm ơn Quý Độc Giả.