Kinesiske forskere forsøgte at behandle HIV ved hjælp af CRISPR



Forskere i Kina har brugt CRISPR genredigeringsteknologi at behandle en patient med HIV, men det helbredte ikke patienten, ifølge en ny undersøgelse.

Værket, der blev offentliggjort i dag (11. september) i The New England Journal of Medicine, markerer første gang dette særlige genredigeringsværktøj er blevet brugt i et eksperimentelt HIV ifølge forfatterne fra Peking-universitetet i Beijing.

Selvom behandlingen ikke kontrollerede patientens HIV-infektion, syntes terapien at være sikker – forskerne opdagede ikke utilsigtede genetiske ændringer, som tidligere har været en bekymring med genterapier.

Relaterede: 10 fantastiske ting, som forskere lige gjorde med CRISPR

Eksperter roste arbejdet som et vigtigt første skridt hen imod at kunne bruge CRISPR, et værktøj, der giver forskere mulighed for nøjagtigt at redigere DNA, for at hjælpe patienter med HIV.

"De gjorde et meget innovativt eksperiment på en patient, og det var sikkert," sagde Dr. Amesh Adalja, en specialist i infektionssygdomme og en seniorforsker ved The Johns Hopkins Center for Health Security i Baltimore, som ikke var involveret i undersøgelsen. "Det skal ses som en succes."

Den nye undersøgelse er meget forskellig fra den ikke-relaterede, kontroversielle sag om en kinesisk videnskabsmand, der brugte CRISPR for at redigere genomerne af tvillingebabyer i et forsøg på at gøre dem resistente over for HIV. I dette tilfælde redigerede den kinesiske videnskabsmand DNA fra embryoner, og disse genændringer kan overføres til den næste generation. I den nye undersøgelse blev DNA-redigeringerne foretaget i voksne celler, hvilket betyder, at de ikke kan videreføres.

Undersøgelsen involverede en enkelt patient med HIV, som også var udviklet leukæmi, en type blodkræft. Som et resultat havde patienten brug for en knoglemarvstransplantation. Så forskerne benyttede denne mulighed til at redigere DNA i knoglemarvsstamceller fra en donor inden de transplanterede cellerne i patienten.

Specifikt brugte forskerne CRISPR til at slette et gen kendt som CCR5, som giver instruktioner til et protein, der sidder på overfladen af ​​nogle immunceller. HIV bruger dette protein som en "port" til at komme ind i cellerne.

Den lille procentdel af mennesker, der naturligvis har en mutation i CCR5-genet er resistente over for HIV-infektion.

Hvad mere er, de eneste to mennesker i verden troede at blive "helbredt" af HIV – kendt som Berlin-patient og London-patient – Virussen tilsyneladende blev fjernet fra deres kroppe efter at have modtaget knoglemarvstransplantationer fra donorer, der havde den naturlige CCR5-mutation.

Da det imidlertid kan være vanskeligt at finde knoglemarvsdonorer med denne bestemte mutation, antog forskerne, at genetisk redigerede donorceller kan have den samme effekt.

En måned efter, at patienten modtog transplantationen, var hans leukæmi i fuldstændig remission. Forsøg viste også, at de genetisk redigerede stamceller var i stand til at vokse i hans krop og producere blodlegemer. Disse genetisk redigerede celler vedblev i patientens krop i de hele 19 måneder, som han blev fulgt.

Derudover så forskerne ingen "off-target" -effekter af CRISPR-genredigering, hvilket betyder, at værktøjet ikke introducerede genetiske ændringer på steder, hvor det ikke var beregnet til eller kunne forårsage problemer.

Men når patienten kortvarigt holdt op med at tale sin HIV-medicin som en del af studiet steg niveauerne af virussen i hans krop, og han måtte begynde at tage medicinen igen. Dette svar var i modsætning til hvad Berlin-og London-patienterne var i stand til at forblive HIV-fri uden at tage medicin.

Den lave respons hos Beijing-patienten forekom sandsynligvis delvis, fordi genredigeringsprocessen ikke var særlig effektiv. Med andre ord var forskerne ikke i stand til at slette CCR5-genet i alle donorceller.

Stadig "mener vi, at denne strategi [is] en lovende tilgang til genterapi ”mod HIV, fortæller seniorforfatter Hongkui Deng, professor i cellebiologi ved Peking University, til Live Science.

En potentiel måde at forbedre genredigeringsprocessen på ville være at starte med såkaldt pluripotente stamceller, der har potentialet til at danne enhver celletype i kroppen, sagde Deng. Forskerne redigerede disse celler med CRISPR for at inaktivere CCR5 og derefter coax cellerne til at blive de blodstamceller, der bruges til knoglemarvstransplantationer. Denne strategi kan resultere i et større antal donorceller med det redigerede CCR5-gen, sagde Deng.

Det er vigtigt at bemærke, at denne type genterapibehandling kun var mulig, fordi patienten også tilfældigvis havde brug for en knoglemarvstransplantation, og det er derfor ikke noget, der kunne anvendes i sin nuværende form på den gennemsnitlige HIV-patient.

”Dette er ikke almindelige personer med HIV,” fortalte Adalja til Live Science. ”Dette er mennesker, der har HIV og også har behov for en knoglemarvstransplantation,” sagde han. Adalja tilføjede, at en knoglemarvstransplantation kan være en farlig procedure.

Selvom CCR5-mutationen beskytter mod HIV, antyder nogle undersøgelser, at den genetiske modifikation kan have andre skadelige virkninger. For eksempel fandt en undersøgelse offentliggjort tidligere i år, at det naturlige CCR5-mutation var forbundet med en øget risiko for tidlig død. Imidlertid bemærker forskerne, at med deres HIV-behandling ændrer de kun CCR5-genet i blodstamceller, hvilket ikke ville påvirke CCR5-genet i andre væv i kroppen.

I en redaktion, der ledsagede undersøgelsen, sagde Dr. Carl June, direktør for Center for Cellular Immunotherapies ved University of Pennsylvania Perelman School of Medicine, at fremtidig forskning, der bruger CRISPR til HIV, skulle følge deltagerne i endnu længere perioder, fordi skadelige effekter fra gen terapi, såsom kræft, kan tage år at dukke op. Juni, der ikke var involveret i den nye undersøgelse, tidligere udført genterapi mod HIV, skønt ikke med CRISPR.

Oprindeligt offentliggjort den Live videnskab.