Wissenschaftler in China haben die CRISPR-Gen-Editing-Technologie verwendet, um einen Patienten mit HIV zu behandeln, aber sie hat den Patienten laut einer neuen Studie nicht geheilt.
Die Arbeit, die heute (11. September) im New England Journal of Medicine veröffentlicht wurde, ist laut den Autoren der Peking-Universität in Peking das erste Mal, dass dieses spezielle Gen-Editing-Tool in einer experimentellen HIV-Therapie eingesetzt wurde.
Obwohl die Behandlung die HIV-Infektion des Patienten nicht kontrollierte, schien die Therapie sicher zu sein - die Forscher stellten keine unbeabsichtigten genetischen Veränderungen fest, die in der Vergangenheit bei Gentherapien ein Problem darstellten.
Experten lobten die Arbeit als einen wichtigen ersten Schritt zur Verwendung von CRISPR, einem Tool, mit dem Forscher DNA präzise bearbeiten und Patienten mit HIV helfen können.
"Sie haben ein sehr innovatives Experiment an einem Patienten durchgeführt, und es war sicher", sagte Dr. Amesh Adalja, Spezialist für Infektionskrankheiten und leitender Wissenschaftler am Johns Hopkins Center für Gesundheitssicherheit in Baltimore, der nicht an der Studie beteiligt war. "Es sollte als Erfolg angesehen werden."
Die neue Studie unterscheidet sich stark von dem nicht verwandten, kontroversen Fall eines chinesischen Wissenschaftlers, der CRISPR verwendete, um die Genome von Zwillingsbabys zu bearbeiten, um sie gegen HIV resistent zu machen. In diesem Fall hat der chinesische Wissenschaftler die DNA von Embryonen bearbeitet, und diese Genveränderungen können an die nächste Generation weitergegeben werden. In der neuen Studie wurden die DNA-Änderungen in adulten Zellen vorgenommen, was bedeutet, dass sie nicht weitergegeben werden können.
Die Studie umfasste einen einzelnen Patienten mit HIV, der ebenfalls Leukämie, eine Art von Blutkrebs, entwickelt hatte. Infolgedessen benötigte der Patient eine Knochenmarktransplantation. Daher nutzten die Forscher diese Gelegenheit, um DNA in Knochenmarkstammzellen eines Spenders zu bearbeiten, bevor die Zellen in den Patienten transplantiert wurden.
Insbesondere verwendeten die Forscher CRISPR, um ein als CCR5 bekanntes Gen zu löschen, das Anweisungen für ein Protein enthält, das sich auf der Oberfläche einiger Immunzellen befindet. HIV nutzt dieses Protein als "Port", um in die Zellen zu gelangen.
Der geringe Prozentsatz der Menschen, die von Natur aus eine Mutation im CCR5-Gen aufweisen, ist gegen eine HIV-Infektion resistent.
Darüber hinaus hatten die einzigen zwei Menschen auf der Welt, von denen angenommen wurde, dass sie von HIV "geheilt" sind - bekannt als der Berliner Patient und der Londoner Patient - das Virus scheinbar aus ihrem Körper eliminiert, nachdem sie Knochenmarktransplantationen von Spendern erhalten hatten, die die natürliche CCR5-Mutation hatten .
Da es jedoch schwierig sein kann, Knochenmarkspender mit dieser speziellen Mutation zu finden, stellten die Forscher die Hypothese auf, dass genetisch bearbeitete Spenderzellen den gleichen Effekt haben könnten.
Einen Monat nach Erhalt der Transplantation war die Leukämie vollständig remittiert. Tests zeigten auch, dass die genetisch bearbeiteten Stammzellen in seinem Körper wachsen und Blutzellen produzieren konnten. Diese genetisch bearbeiteten Zellen blieben während der gesamten 19 Monate, in denen er beobachtet wurde, im Körper des Patienten bestehen.
Darüber hinaus sahen die Forscher keine "Off-Target" -Effekte der CRISPR-Geneditierung, was bedeutet, dass das Tool keine genetischen Veränderungen an Stellen einführte, an denen es nicht beabsichtigt war oder Probleme verursachen konnte.
Als der Patient jedoch im Rahmen der Studie kurz aufhörte, über seine HIV-Medikamente zu sprechen, stieg der Virusspiegel in seinem Körper an und er musste erneut mit der Einnahme seiner Medikamente beginnen. Diese Reaktion war anders als bei den Berliner und Londoner Patienten, die ohne Einnahme von Medikamenten HIV-frei bleiben konnten.
Die geringe Reaktion bei dem Pekinger Patienten trat wahrscheinlich teilweise auf, weil der Prozess der Geneditierung nicht sehr effizient war. Mit anderen Worten, die Forscher konnten das CCR5-Gen nicht in allen Spenderzellen löschen.
"Wir glauben, dass diese Strategie ein vielversprechender Ansatz für die Gentherapie ist", sagte der leitende Autor der Studie, Hongkui Deng, Professor für Zellbiologie an der Peking-Universität, gegenüber Live Science.
Ein möglicher Weg zur Verbesserung des Gen-Editing-Prozesses wäre, mit sogenannten pluripotenten Stammzellen zu beginnen, die das Potenzial haben, jeden Zelltyp im Körper zu bilden, sagte Deng. Die Forscher würden diese Zellen mit CRISPR bearbeiten, um CCR5 zu inaktivieren, und dann die Zellen dazu bringen, die Blutstammzellen zu werden, die für Knochenmarktransplantationen verwendet werden. Diese Strategie könnte dazu führen, dass eine größere Anzahl von Spenderzellen das editierte CCR5-Gen aufweist, sagte Deng.
Es ist wichtig anzumerken, dass diese Art der gentherapeutischen Behandlung nur möglich war, weil der Patient zufällig auch eine Knochenmarktransplantation benötigte, und daher nicht in der jetzigen Form auf den durchschnittlichen HIV-Patienten angewendet werden kann.
"Dies sind keine gewöhnlichen Menschen mit HIV", sagte Adalja gegenüber Live Science. "Dies sind Menschen, die HIV haben und auch eine Knochenmarktransplantation benötigen", sagte er. Adalja fügte hinzu, dass eine Knochenmarktransplantation ein gefährliches Verfahren sein kann.
Obwohl die CCR5-Mutation vor HIV schützt, deuten einige Studien darauf hin, dass die genetische Veränderung andere schädliche Auswirkungen haben könnte. Eine früher in diesem Jahr veröffentlichte Studie ergab beispielsweise, dass die natürliche CCR5-Mutation mit einem erhöhten Risiko für einen frühen Tod verbunden war. Die Forscher stellen jedoch fest, dass sie mit ihrer HIV-Behandlung das CCR5-Gen nur in Blutstammzellen modifizieren, was das CCR5-Gen in anderen Geweben im Körper nicht beeinflussen würde.
In einem der Studie beigefügten Leitartikel sagte Dr. Carl June, Direktor des Zentrums für zelluläre Immuntherapien an der Perelman School of Medicine der Universität von Pennsylvania, dass zukünftige Forschungen mit CRISPR für HIV den Teilnehmern wegen schädlicher Auswirkungen von Genen noch länger folgen sollten Es kann Jahre dauern, bis eine Therapie wie Krebs auftritt. June, der nicht an der neuen Studie beteiligt war, führte zuvor eine Gentherapie für HIV durch, allerdings nicht mit CRISPR.
