Κινέζοι επιστήμονες προσπάθησαν να αντιμετωπίσουν τον ιό HIV χρησιμοποιώντας CRISPR



Οι επιστήμονες στην Κίνα έχουν χρησιμοποιήσει CRISPR τεχνολογία επεξεργασίας γονιδίων για τη θεραπεία ενός ασθενούς με HIV, αλλά δεν θεραπεύει τον ασθενή, σύμφωνα με νέα μελέτη.

Το έργο, που δημοσιεύθηκε σήμερα (11 Σεπτεμβρίου) στο The New England Journal of Medicine, σηματοδοτεί την πρώτη φορά που το συγκεκριμένο εργαλείο επεξεργασίας γονιδίων έχει χρησιμοποιηθεί σε πειραματικό HIV σύμφωνα με τους συγγραφείς, από το Πανεπιστήμιο του Πεκίνου στο Πεκίνο.

Παρόλο που η θεραπεία δεν έλεγξε τη λοίμωξη HIV του ασθενούς, η θεραπεία ήταν ασφαλής – οι ερευνητές δεν ανίχνευσαν τυχόν γενετικές αλλοτρίσεις που δεν είχαν προβλεφθεί και οι οποίες υπήρξαν ανησυχίες στο παρελθόν με γονιδιακές θεραπείες.

Σχετιζομαι με: 10 εκπληκτικά πράγματα Οι επιστήμονες μόλις έκαναν με το CRISPR

Οι ειδικοί επαίνεσαν την εργασία ως ένα σημαντικό πρώτο βήμα προς την κατεύθυνση της χρήσης του CRISPR, ενός εργαλείου που επιτρέπει στους ερευνητές να επεξεργάζονται με ακρίβεια το DNA, για να βοηθήσουν τους ασθενείς με τον ιό HIV.

"Έκαναν ένα πολύ καινοτόμο πείραμα σε έναν ασθενή και ήταν ασφαλές", δήλωσε ο Δρ. Amesh Adalja, ειδικός της μολυσματικής νόσου και ανώτερος επιστήμονας του Κέντρου Υγείας Ασφαλείας της Johns Hopkins στη Βαλτιμόρη, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη. "Θα πρέπει να θεωρηθεί επιτυχία."

Η νέα μελέτη είναι πολύ διαφορετική από την άσχετη, αμφιλεγόμενη περίπτωση ενός κινέζου επιστήμονα που χρησιμοποίησε CRISPR για την επεξεργασία των γονιδιωμάτων των δίδυμων μωρών σε μια προσπάθεια να καταστούν ανθεκτικά στον ιό HIV. Σε αυτή την περίπτωση, ο Κινέζος επιστήμονας εξέδωσε το DNA των εμβρύων και αυτές οι γονιδιακές αλλοιώσεις μπορούν να μεταφερθούν στην επόμενη γενιά. Στη νέα μελέτη, οι επεξεργασίες DNA έγιναν σε ενήλικα κύτταρα, πράγμα που σημαίνει ότι δεν μπορούν να μεταφερθούν.

Η μελέτη περιελάμβανε έναν ασθενή με HIV που είχε αναπτυχθεί επίσης λευχαιμία, έναν τύπο καρκίνου του αίματος. Ως αποτέλεσμα, ο ασθενής χρειάστηκε μεταμόσχευση μυελού των οστών. Έτσι, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν αυτή την ευκαιρία για να επεξεργαστούν το DNA σε βλαστοκύτταρα μυελού των οστών από έναν δότη πριν μεταμοσχεύσουν τα κύτταρα στον ασθενή.

Συγκεκριμένα, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το CRISPR για να διαγράψουν ένα γονίδιο γνωστό ως CCR5, το οποίο παρέχει οδηγίες για μια πρωτεΐνη που κάθεται στην επιφάνεια κάποιων ανοσοκυττάρων. Ο ιός HIV χρησιμοποιεί αυτή την πρωτεΐνη ως «θύρα» για να εισέλθει μέσα στα κύτταρα.

Το μικρό ποσοστό των ανθρώπων που φυσικά έχουν α μετάλλαξη στο γονίδιο CCR5 είναι ανθεκτικά στη λοίμωξη HIV.

Επιπλέον, οι μόνοι δύο άνθρωποι στον κόσμο θεωρούνταν "θεραπευμένοι" από τον ιό HIV – γνωστός ως HIV Ασθενή του Βερολίνου και το Ασθενή του Λονδίνου – εάν ο ιός φαινόταν να εξαλειφθεί από το σώμα τους μετά από μεταμόσχευση μυελού των οστών από δότες που είχαν τη φυσική μετάλλαξη CCR5.

Ωστόσο, δεδομένου ότι μπορεί να είναι δύσκολο να βρεθούν δότες μυελού των οστών με αυτή τη συγκεκριμένη μετάλλαξη, οι ερευνητές υποθέτουν ότι τα γενετικά επεξεργασμένα κύτταρα-δότες μπορεί να έχουν το ίδιο αποτέλεσμα.

Ένα μήνα μετά την παραλαβή της μεταμόσχευσης από τον ασθενή, η λευχαιμία του ήταν σε πλήρη ύφεση. Οι δοκιμές έδειξαν επίσης ότι τα γενετικά επεξεργασμένα βλαστοκύτταρα ήταν ικανά να αναπτυχθούν στο σώμα του και να παράγουν κύτταρα αίματος. Αυτά τα γενετικά επεξεργασμένα κύτταρα συνέχισαν στο σώμα του ασθενούς για τους 19 μήνες που ακολούθησε.

Επιπλέον, οι ερευνητές δεν είδαν οποιεσδήποτε επιδράσεις "off-target" της επεξεργασίας του γονιδίου CRISPR, που σημαίνει ότι το εργαλείο δεν εισήγαγε γενετικές αλλαγές σε μέρη όπου δεν προοριζόταν ή δεν μπορούσε να προκαλέσει προβλήματα.

Ωστόσο, όταν ο ασθενής σταμάτησε να συνομιλεί για λίγο Φάρμακα για τον ιό HIV ως μέρος της μελέτης, τα επίπεδα του ιού αυξήθηκαν στο σώμα του και έπρεπε να αρχίσει να παίρνει και πάλι τα φάρμακά του. Αυτή η αντίδραση ήταν αντίθετη με αυτή των ασθενών του Βερολίνου και του Λονδίνου, οι οποίοι ήταν σε θέση να παραμείνουν ελεύθεροι του HIV χωρίς να λαμβάνουν φάρμακα.

Η χαμηλή ανταπόκριση στον ασθενή στο Πεκίνο πιθανότατα συνέβη, εν μέρει, επειδή η διαδικασία επεξεργασίας των γονιδίων δεν ήταν πολύ αποτελεσματική. Με άλλα λόγια, οι ερευνητές δεν μπόρεσαν να διαγράψουν το γονίδιο CCR5 σε όλα τα κύτταρα-δότες.

Ακόμα, "πιστεύουμε ότι αυτή η στρατηγική [is] μια πολλά υποσχόμενη προσέγγιση για τη γονιδιακή θεραπεία "για τον ιό HIV, μελέτησε ο ανώτερος συγγραφέας Hongkui Deng, καθηγητής της κυτταρικής βιολογίας στο Πανεπιστήμιο του Πεκίνου, είπε στη Live Science.

Ένας δυνητικός τρόπος για να βελτιωθεί η διαδικασία επεξεργασίας γονιδίων θα ήταν να ξεκινήσετε με το λεγόμενο πολυδύναμα βλαστοκύτταρα, τα οποία έχουν τη δυνατότητα να σχηματίσουν οποιοδήποτε τύπο κυττάρου στο σώμα, δήλωσε ο Deng. Οι ερευνητές θα επεξεργαστούσαν αυτά τα κύτταρα με CRISPR για να απενεργοποιήσουν την CCR5 και στη συνέχεια θα προωθούσαν τα κύτταρα ώστε να μετατραπούν σε βλαστικά κύτταρα αίματος που χρησιμοποιήθηκαν για μεταμοσχεύσεις μυελού των οστών. Αυτή η στρατηγική θα μπορούσε να οδηγήσει σε μεγαλύτερο αριθμό κυττάρων δότη που έχουν το τροποποιημένο γονίδιο CCR5, δήλωσε ο Deng.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι αυτός ο τύπος θεραπείας γονιδιακής θεραπείας ήταν εφικτός μόνο επειδή ο ασθενής επίσης χρειαζόταν μεταμόσχευση μυελού των οστών και έτσι δεν είναι κάτι που θα μπορούσε να εφαρμοστεί στην τρέχουσα μορφή του στον μέσο ασθενή με HIV.

"Αυτά δεν είναι συνηθισμένα άτομα με HIV", δήλωσε η Adalja στην Live Science. "Αυτοί είναι άνθρωποι που έχουν HIV και έχουν επίσης ανάγκη για μεταμόσχευση μυελού των οστών", είπε. Ο Adalja πρόσθεσε ότι μια μεταμόσχευση μυελού των οστών μπορεί να είναι μια επικίνδυνη διαδικασία.

Αν και η μετάλλαξη CCR5 προστατεύει από τον ιό HIV, μερικές μελέτες υποδεικνύουν ότι η γενετική τροποποίηση μπορεί να έχει και άλλες επιβλαβείς επιδράσεις. Για παράδειγμα, μια μελέτη που δημοσιεύθηκε νωρίτερα φέτος διαπίστωσε ότι η φυσική Η μετάλλαξη CCR5 συνδέθηκε με αυξημένο κίνδυνο πρόωρου θανάτου. Ωστόσο, οι ερευνητές σημειώνουν ότι με τη θεραπεία τους με HIV, τροποποιούν το γονίδιο CCR5 μόνο στα βλαστοκύτταρα του αίματος, τα οποία δεν θα επηρέαζαν το γονίδιο CCR5 σε άλλους ιστούς του σώματος.

Σε μια εκδοχή που συνοδεύει τη μελέτη, ο Δρ Carl June, διευθυντής του Κέντρου Κυτταρικών Ανοσοθεραπειών της Πανεπιστημιακής Σχολής Πανεπιστημίου Pennsylvania Perelman, δήλωσε ότι οι μελλοντικές έρευνες που χρησιμοποιούν το CRISPR για τον ιό HIV θα πρέπει να ακολουθούν τους συμμετέχοντες για ακόμα μεγαλύτερες περιόδους, θεραπεία, όπως ο καρκίνος, μπορεί να χρειαστούν χρόνια για να εμφανιστούν. Τον Ιούνιο, ο οποίος δεν συμμετείχε στη νέα μελέτη, που διεξήχθη προηγουμένως γονιδιακή θεραπεία για τον ιό HIV, αν και όχι με το CRISPR.

Αρχικά δημοσιεύθηκε στις Ζωντανή επιστήμη.