Ķīnas zinātnieki mēģināja ārstēt HIV, izmantojot CRISPR



Zinātnieki Ķīnā ir izmantojuši CRISPR gēnu rediģēšanas tehnoloģija lai ārstētu pacientu ar HIV, bet tas neārstēja pacientu, liecina jauns pētījums.

Darbs, kas šodien (11. septembrī) publicēts laikrakstā The New England Journal of Medicine, iezīmē pirmo reizi, kad šis konkrētais gēnu rediģēšanas rīks tiek izmantots eksperimentālā HIV terapija, pēc autoru domām, no Pekinas Universitātes Pekinā.

Lai arī ārstēšana nekontrolēja pacienta HIV infekciju, terapija šķita droša – pētnieki neatklāja neparedzētas ģenētiskas izmaiņas, kas pagātnē bija radušas bažas par gēnu terapiju.

Saistīts: 10 pārsteidzošas lietas, ko zinātnieki darīja tikai ar CRISPR

Eksperti atzinīgi novērtēja darbu kā svarīgu pirmo soli ceļā uz iespēju izmantot CRISPR – rīku, kas ļauj pētniekiem precīzi rediģēt DNS, lai palīdzētu pacientiem ar HIV.

"Viņi veica ļoti novatorisku eksperimentu ar pacientu, un tas bija drošs," sacīja Dr Amesh Adalja, infekcijas slimību speciālists un Baltimores The Johns Hopkins veselības drošības centra vecākais zinātnieks, kurš nebija iesaistīts pētījumā. "Tas jāuzskata par panākumu."

Jaunais pētījums ļoti atšķiras no nesaistītā, pretrunīgi vērtētā ķīniešu zinātnieka gadījuma, kurš to izmantoja CRISPR, lai rediģētu dvīņu mazuļu genomus mēģinot padarīt viņus izturīgus pret HIV. Tādā gadījumā ķīniešu zinātnieks rediģēja embriju DNS, un šīs gēnu izmaiņas var nodot nākamajai paaudzei. Jaunajā pētījumā DNS rediģēšana tika veikta pieaugušo šūnās, kas nozīmē, ka tos nevar nodot tālāk.

Pētījumā tika iesaistīts viens pacients ar HIV, kurš arī bija attīstījies leikēmija, asins vēža veids. Tā rezultātā pacientam bija nepieciešama kaulu smadzeņu transplantācija. Tātad pētnieki izmantoja šo iespēju, lai rediģētu DNS donora kaulu smadzeņu cilmes šūnās pirms šūnu transplantācijas pacientam.

Konkrēti, pētnieki izmantoja CRISPR, lai izdzēstu gēnu, kas pazīstams kā CCR5, kas sniedz instrukcijas olbaltumvielām, kas atrodas uz dažu imūno šūnu virsmas. HIV izmanto šo olbaltumvielu kā "ostu", lai iekļūtu šūnās.

Nelielais procents cilvēku, kuriem dabiski ir a mutācija CCR5 gēnā ir izturīgas pret HIV infekciju.

Vēl jo vairāk, vienīgie divi cilvēki pasaulē domāja, ka ir "izārstēti" no HIV – pazīstami kā Berlīnes pacients un Londonas pacients – ja vīruss šķietami tika izvadīts no viņu ķermeņa pēc kaulu smadzeņu transplantācijas saņemšanas no donoriem, kuriem bija dabiska CCR5 mutācija.

Tomēr, tā kā var būt grūti atrast kaulu smadzeņu donorus ar šo konkrēto mutāciju, pētnieki izvirzīja hipotēzi, ka ģenētiski rediģētajām donoru šūnām varētu būt tāda pati ietekme.

Mēnesi pēc tam, kad pacients saņēma transplantātu, viņa leikēmijai bija pilnīga remisija. Pārbaudes arī parādīja, ka ģenētiski rediģētās cilmes šūnas spēja augt viņa ķermenī un ražot asins šūnas. Šīs ģenētiski rediģētās šūnas pacienta ķermenī pastāvēja visus 19 mēnešus, kad viņš tika novērots.

Turklāt pētnieki neredzēja CRISPR gēna rediģēšanas "ārpus mērķa" efektus, kas nozīmē, ka rīks neievieš ģenētiskas izmaiņas vietās, kur tas nebija paredzēts vai varētu radīt problēmas.

Tomēr, kad pacients uz brīdi pārstāja runāt HIV medikamenti kā daļa no pētījuma vīrusa līmenis paaugstinājās viņa ķermenī, un viņam atkal bija jāsāk lietot zāles. Šī reakcija neatšķīrās no Berlīnes un Londonas pacientiem, kuri spēja palikt bez HIV bez medikamentu lietošanas.

Zema reakcija Pekinas pacientam, iespējams, daļēji, jo gēnu rediģēšanas process nebija pārāk efektīvs. Citiem vārdiem sakot, pētnieki nespēja izdzēst CCR5 gēnu visās donora šūnās.

Tomēr "mēs ticam, ka šī stratēģija [is] daudzsološa pieeja gēnu terapijai "attiecībā uz HIV, portālam Live Science pastāstīja pētījuma vecākais autors Hongkui Dengs, Pekinas universitātes šūnu bioloģijas profesors.

Viens no iespējamiem veidiem, kā uzlabot gēnu rediģēšanas procesu, būtu sākt ar tā saukto pluripotentās cilmes šūnas, kurām ir potenciāls ķermenī izveidot jebkuru šūnu tipu, sacīja Dengs. Pētnieki rediģēja šīs šūnas ar CRISPR, lai deaktivizētu CCR5, un pēc tam pierunātu šūnas kļūt par asins cilmes šūnām, kuras izmanto kaulu smadzeņu transplantācijai. Šī stratēģija varētu izraisīt lielāku donoru šūnu skaitu ar rediģētu CCR5 gēnu, sacīja Dengs.

Ir svarīgi atzīmēt, ka šāda veida ārstēšana ar gēnu terapiju bija iespējama tikai tāpēc, ka pacientam bija nepieciešama arī kaulu smadzeņu transplantācija, un tāpēc tas nav kaut kas tāds, ko pašreizējā formā varētu piemērot vidējam HIV pacientam.

"Tie nav parastie cilvēki ar HIV," Adalja stāstīja Live Science. "Tie ir cilvēki, kuriem ir HIV, un viņiem ir nepieciešama arī kaulu smadzeņu transplantācija," viņš teica. Adalja piebilda, ka kaulu smadzeņu transplantācija var būt bīstama procedūra.

Kaut arī CCR5 mutācija aizsargā pret HIV, daži pētījumi liecina, ka ģenētiskajai modifikācijai varētu būt arī cita kaitīga ietekme. Piemēram, pētījumā, kas publicēts šī gada sākumā, tika atklāts, ka dabiskais CCR5 mutācija bija saistīta ar paaugstinātu agrīnas nāves risku. Tomēr pētnieki atzīmē, ka ar savu HIV ārstēšanu viņi modificē CCR5 gēnu tikai asins cilmes šūnās, kas neietekmētu CCR5 gēnu citos ķermeņa audos.

Pētījumam pievienotajā redakcijā Pensilvānijas Universitātes Perelmana Medicīnas skolas Šūnas imūnterapijas centra direktors Dr. Karls Jūnijs sacīja, ka turpmākajiem pētījumiem, izmantojot CRISPR HIV, dalībniekiem jāseko dalībniekiem vēl ilgāk, jo gēna kaitīgā ietekme terapijas, piemēram, vēža, parādīšanās var aizņemt vairākus gadus. Jūnijs, kurš iepriekš nebija iesaistīts jaunajā pētījumā gēnu terapija HIV, kaut arī ne ar CRISPR.

Sākotnēji publicēts Dzīvā zinātne.