Ученые в Китае использовали технологию редактирования генов CRISPR для лечения пациента с ВИЧ, но это не вылечило пациента, согласно новому исследованию.
Работа, опубликованная сегодня (Сент. 11) в журнале New England Journal of Medicine отмечается , что впервые этот конкретный инструмент для редактирования генов был использован в экспериментальной терапии ВИЧ, по словам авторов, из Пекинского университета в Пекине.
Несмотря на то, что лечение не контролировало ВИЧ — инфекцию пациента, терапия казалась безопасной-исследователи не обнаружили никаких непреднамеренных генетических изменений, которые были проблемой в прошлом с генной терапией.
Эксперты высоко оценили эту работу как важный первый шаг на пути к использованию CRISPR, инструмента, который позволяет исследователям точно редактировать ДНК, чтобы помочь пациентам с ВИЧ.
"Они провели очень инновационный эксперимент на пациенте, и это было безопасно", - сказал доктор Амеш Адалья, специалист по инфекционным заболеваниям и старший научный сотрудник центра Джонса Хопкинса по безопасности здравоохранения в Балтиморе, который не участвовал в исследовании. "Это следует рассматривать как успех."
Новое исследование очень отличается от несвязанного, спорного случая китайского ученого, который использовал CRISPR для редактирования геномов близнецов-младенцев в попытке сделать их устойчивыми к ВИЧ. В этом случае китайский ученый отредактировал ДНК эмбрионов, и эти изменения генов могут быть переданы следующему поколению. В новом исследовании изменения ДНК были сделаны во взрослых клетках, что означает, что они не могут быть переданы дальше.
В исследовании участвовал один пациент с ВИЧ , у которого также развилась лейкемия, тип рака крови. В результате пациенту потребовалась пересадка костного мозга. Таким образом, исследователи использовали эту возможность для редактирования ДНК в стволовых клетках костного мозга от донора перед трансплантацией клеток в пациента.
В частности, исследователи использовали CRISPR для удаления гена, известного как CCR5, который обеспечивает инструкции для белка, который сидит на поверхности некоторых иммунных клеток. ВИЧ использует этот белок в качестве" порта " для проникновения внутрь клеток.
Небольшой процент людей, которые естественным образом имеют мутацию в гене CCR5, устойчивы к ВИЧ-инфекции.
Более того, только два человека в мире думали, что были "вылечены" от ВИЧ — известного как Берлинский пациент и лондонский пациент — имели вирус, казалось бы, устраненный из их тел после получения трансплантации костного мозга от доноров, которые имели естественную мутацию CCR5.
Однако, поскольку может быть трудно найти доноров костного мозга с этой конкретной мутацией, исследователи предположили, что генетически отредактированные донорские клетки могут иметь тот же эффект.
Через месяц после того, как пациент получил трансплантат, его лейкоз был в полной ремиссии. Тесты также показали, что генетически модифицированные стволовые клетки были способны расти в его организме и производить клетки крови. Эти генетически измененные клетки сохранялись в организме пациента в течение всех 19 месяцев, что за ним следили.
Кроме того, исследователи не видели никаких "нецелевых" эффектов редактирования генов CRISPR, то есть инструмент не вводил генетические изменения в тех местах, где это не было запланировано или могло вызвать проблемы.
Однако, когда пациент ненадолго прекратил говорить о своих лекарствах от ВИЧ в рамках исследования, уровень вируса увеличился в его организме, и ему пришлось снова начать принимать свои лекарства. Эта реакция была не похожа на реакцию берлинских и лондонских пациентов, которые могли оставаться ВИЧ-свободными без приема лекарств.
Низкий ответ у пациента из Пекина, вероятно, произошел отчасти потому, что процесс редактирования генов был не очень эффективным. Другими словами, исследователи не смогли удалить ген CCR5 во всех донорских клетках.
Тем не менее," мы считаем, что эта стратегия [является] многообещающим подходом к генной терапии " для ВИЧ, сказал старший автор исследования Хункуй Дэн, профессор клеточной биологии в Пекинском университете, в интервью Live Science.
Одним из потенциальных способов улучшить процесс редактирования генов было бы начать с так называемых плюрипотентных стволовых клеток , которые имеют потенциал для формирования любого типа клеток в организме, сказал Дэн. Исследователи будут редактировать эти клетки с помощью CRISPR, чтобы инактивировать CCR5, а затем уговорить клетки стать стволовыми клетками крови, используемыми для трансплантации костного мозга. Эта стратегия может привести к увеличению числа донорских клеток, имеющих отредактированный ген CCR5, сказал Дэн.
Важно отметить, что этот вид генной терапии был возможен только потому, что пациенту также потребовалась пересадка костного мозга, и поэтому это не то, что можно было бы применить в его нынешнем виде к среднему пациенту с ВИЧ.
"Это не обычные люди с ВИЧ, - сказала Адалья Live Science. "Это люди, которые имеют ВИЧ, а также нуждаются в пересадке костного мозга", - сказал он. Адалья добавила, что пересадка костного мозга может быть опасной процедурой.
Хотя мутация CCR5 защищает от ВИЧ, некоторые исследования предполагают, что генетическая модификация может иметь и другие вредные последствия. Например, исследование, опубликованное ранее в этом году, показало, что естественная мутация CCR5 была связана с повышенным риском ранней смерти . Однако исследователи отмечают, что при лечении ВИЧ они модифицируют ген CCR5 только в стволовых клетках крови, что не повлияет на ген CCR5 в других тканях организма.
В редакционной статье, сопровождающей исследование, доктор Карл Джун, директор Центра клеточной иммунотерапии в Университете Пенсильвании Перельмана Школы медицины, говорит, что будущие исследования с помощью ТРИФОСФАТЫ для ВИЧ должны следовать участники даже для более длительных периодов, поскольку вредных последствий от генной терапии, таких как рак, может занять годы, чтобы показать. Джун, которая не участвовала в новом исследовании, ранее проводила генную терапию на ВИЧ , хотя и не с КРИСПР.