Forskere i Kina har brugt CRISPR genredigerings-teknologi til 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 en eksperimentel HIV-terapi, ifølge forfatterne, fra Peking University 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.
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 adskiller sig meget fra det uafhængige, kontroversielle tilfælde af en kinesisk videnskabsmand, der brugte CRISPR til at redigere genomerne af tvillingebabyer i et forsøg på at gøre dem resistente mod HIV. I dette tilfælde redigerede den kinesiske videnskabsmand embryonernes DNA, 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, der også havde 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 naturligt har en mutation i CCR5-genet, er resistente over for HIV-infektion.
Derudover troede de eneste to mennesker i verden at være "helbredet" af HIV - kendt som Berlin-patienten og London-patienten - viruset 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. Tests 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.
Da patienten kortvarigt stoppede med at tale sine HIV-medicin som en del af undersøgelsen, steg niveauet af virus i hans krop, og han måtte begynde at tage sin medicin igen. Denne reaktion 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, "vi mener, at denne strategi en lovende tilgang til genterapi" mod HIV, fortalte seniorforfatter Hongkui Deng, professor i cellebiologi ved Peking University, til Live Science.
En potentiel måde at forbedre genredigeringsprocessen på ville være at starte med såkaldte pluripotente stamceller, som har potentialet til at danne en hvilken som helst 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 den naturlige CCR5-mutation var forbundet med en øget risiko for tidlig død. Imidlertid bemærker forskerne, at de med deres HIV-behandling kun modificerer 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, burde 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, udførte tidligere genterapi mod HIV, skønt ikke med CRISPR.
