Существующие подходы генной терапии — от вирусных векторов до индуцируемых систем на основе CRISPR — имеют серьёзные ограничения: иммуногенность, риск встраивания в геном, «утечку» экспрессии в выключенном состоянии или нежелательное влияние на эндогенные сигнальные пути. Поэтому одной из задач современной генной терапии является создание систем, в которых экспрессию терапевтического агента можно было бы контролировать во времени и дозировать подобно обычному лекарству.

Решением могут служить само-реплицирующиеся РНК (саРНК) на основе альфавирусов, которые обеспечивают длительную экспрессию белка в течение многих недель без риска интеграции в ДНК. До недавнего времени такие системы нельзя было выключать или регулировать после введения. Группа американских исследователей предложила интересное решение, опубликованное в Nature Biomedical Engineering: они создали саРНК, репликация которой управляется антибиотиком триметопримом (TMP).

Идея заключается в том, чтобы слить ключевые неструктурные белки репликазного комплекса (nsP2 и nsP3) с дестабилизирующим доменом, который разрушается в отсутствие TMP, но стабилизируется при его добавлении. Без TMP репликация РНК заблокирована, и терапевтический белок не вырабатывается; при добавлении TMP репликация запускается, и клетка начинает производить белок, причём уровень экспрессии можно дозировать концентрацией препарата.

В экспериментах на мышах система продемонстрировала обратимый контроль в течение нескольких недель: пероральный приём TMP позволял включать и выключать экспрессию, менять дозировку, создавать эскалационные или осциллирующие профили экспрессии. В качестве примера применения авторы использовали антиген ВИЧ и показали, что программируемая эскалация его экспрессии в течение недели усиливает созревание В-клеток в зародышевых центрах, процесс, необходимый для выработки высокоаффинных антител, недостижимый при постоянной экспрессии.

Это открывает новые возможности для создания вакцин с программируемым профилем антигена, иммунотерапии рака с контролируемой доставкой цитокинов и генной терапии заболеваний, где нужна временная или дозированная экспрессия.