Ķīnas zinātnieki ir izmantojuši CRISPR gēnu rediģēšanas tehnoloģiju, lai ārstētu pacientu ar HIV, taču tā 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 terapijā, pēc autoru domām, no Pekinas Universitātes Pekinā.
Lai arī ārstēšana nekontrolēja pacienta HIV infekciju, terapija šķita droša - pētnieki neatklāja neparedzētas ģenētiskas izmaiņas, kas iepriekš bija satraukušās gēnu terapijas laikā.
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," teica 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 izmantoja CRISPR, lai rediģētu dvīnīšu mazuļu genomus, mēģinot tos padarīt 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, kuram bija arī attīstījusies 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 mutācija CCR5 gēnā, ir izturīgi pret HIV infekciju.
Vēl jo vairāk - vienīgie divi cilvēki pasaulē, kurus domāja par “izārstētiem” no HIV - pazīstami kā Berlīnes pacienti un Londonas pacienti -, šķiet, ka vīruss no viņu ķermeņa tika izvadīts 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 pētījuma laikā īsi pārstāja runāt par saviem HIV medikamentiem, vīrusa līmenis paaugstinājās viņa ķermenī, un viņam atkal bija jāsāk lietot zāles. Šī reakcija bija atšķirīga 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 uzskatām, ka šī stratēģija ir daudzsološa pieeja gēnu terapijai" attiecībā uz HIV, pētījuma vecākais autors Hongkui Dengs, Pekinas universitātes šūnu bioloģijas profesors, pastāstīja Live Science.
Viens potenciāls veids, kā uzlabot gēnu rediģēšanas procesu, būtu sākt ar tā saucamajām pluripotentajām cilmes šūnām, 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 parasti cilvēki ar HIV," Adalja stāstīja Live Science. "Tie ir cilvēki, kuriem ir HIV un kuriem nepieciešama arī kaulu smadzeņu transplantācija," viņš sacīja. 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 dabiskā CCR5 mutācija ir 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 Šūnu imūnterapijas centra direktors Dr. Karls Jūnijs sacīja, ka turpmākajiem pētījumiem, izmantojot CRISPR HIV, dalībniekiem jāseko dalībniekiem vēl ilgāku laiku, jo gēna kaitīgā ietekme terapijas, piemēram, vēža, parādīšanās var aizņemt vairākus gadus. Jūnijs, kurš nebija iesaistīts jaunajā pētījumā, iepriekš veica HIV gēnu terapiju, kaut arī ne ar CRISPR.
